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船舶入水与航行
应用概况 仿真方案

应用概况

当船舶以一定角度从船坞入水，或者以一定姿态从大型舰艇入海，或者以恒定速度航行时，需要考虑入水或航行条件对船舶稳定性的影响，以及入水导致的浪涌对人员安全的影响。船舶设计规范对稳定性有严格的要求，却无法考虑超基准事件或极端海况对船舶稳性的影响，更无法预测船舶入水造成的浪涌，是否危及岸上人员的人身安全。因此，可以借助 SimArk Particles 进行船舶入水及航行过程的数值模拟，评估特定工况下的船舶稳性，以及船舶与水流之间的相互作用。

针对船舶航行阻力、大倾角稳性、动稳性，以及浪涌安全评估的需求，SimArk Particles 可以进行定量分析评估，考虑设计规范和常规试验手段无法涵盖的内容；对于船体的破舱稳性和完整稳性，SimArk Particles 也能够给出相应的定性评估结果，从而为船舶设计提供更为全面的依据。

受海浪冲击的海工构筑物

飞机水面起降

仿真方案

对于船舶大倾角入水的工况，可以应用粒子方法，对船舶入水过程进行数值模拟。在 SimArk Particles 中，利用光顺粒子水动力（ SPH ）方法，对船舶和水进行离散，并忽略船体变形对船舶运动姿态的影响。

利用 SimArk Particles 特有的一键生成粒子功能，用户指定粒径大小，在固体区域快速生成贴体粒子，在流体区域快速生成均匀粒径的粒子群，共生成 550 万个粒子。采用水在常温下的材料属性，总计算时长为 3.5 秒；采用显式时间步进方法，时间步长由 CFL 数决定；选取双精度为浮点计算精度；采用 12 核 CPU 进行并行计算。

船舶入水

 

 

对于船舶以恒定速度航行的工况，可通过粒子方法，在 SimArk Particles 中，考虑船舶与水的相互作用，忽略船舶局部变形对浪涌形态的影响。

利用一键生成粒子功能，快速地在固体区域生成贴体粒子，在流体区域生成均匀粒径的粒子群，共 500 万个粒子。考虑水的不可压缩性，采用常温下的材料属性；采用显式时间步进方法，时间步长由 CFL 数决定；选取双精度为浮点计算精度；采用 12 核 CPU 进行并行计算。

船只航行

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