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波浪冲击下充气式浮桥流固耦合数值模拟分析

楼云锋 刘涛 王欢欢 付宝强 金先龙

楼云锋, 刘涛, 王欢欢, 付宝强, 金先龙. 波浪冲击下充气式浮桥流固耦合数值模拟分析[J]. 工程力学, 2018, 35(9): 232-239,256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.05.0337
引用本文: 楼云锋, 刘涛, 王欢欢, 付宝强, 金先龙. 波浪冲击下充气式浮桥流固耦合数值模拟分析[J]. 工程力学, 2018, 35(9): 232-239,256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.05.0337
LOU Yun-feng, LIU Tao, WANG Huan-huan, FU Bao-qiang, JIN Xian-long. DYNAMIC FLUID-STRUCTURE INTERACTION ANALYSIS OF GASBAG-TYPE FLOATING BRIDGES UNDER WAVE IMPACT[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(9): 232-239,256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.05.0337
Citation: LOU Yun-feng, LIU Tao, WANG Huan-huan, FU Bao-qiang, JIN Xian-long. DYNAMIC FLUID-STRUCTURE INTERACTION ANALYSIS OF GASBAG-TYPE FLOATING BRIDGES UNDER WAVE IMPACT[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(9): 232-239,256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.05.0337

波浪冲击下充气式浮桥流固耦合数值模拟分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.05.0337
基金项目: 国家重点研发计划项目(2016YFB0201800);国家自然科学基金项目(51475287,11772192).
详细信息
    作者简介:

    楼云锋(1987-),男,浙江人,博士,主要从事大型结构-流体耦合高性能计算研究(E-mail:louyunfeng9021@sjtu.edu.cn);刘涛(1987-),男,江苏人,博士生,主要从事流固耦合动力学研究(E-mail:liutao@163.com);王欢欢(1986-),男,山东人,博士,主要从事海岸工程数值计算研究(E-mail:yichenwanghuan@sjtu.edu.cn);付宝强(1965-),男,陕西人,高级工程师,博士,公司董事,主要从事橡胶设备设计(E-mail:fbqiang@163.com)

    通讯作者: 金先龙(1961-),男,湖北人,教授,博士,博导,主要从事高性能并行计算研究(E-mail:jxlong@sjtu.edu.cn).
  • 中图分类号: O353.4;U656.2

DYNAMIC FLUID-STRUCTURE INTERACTION ANALYSIS OF GASBAG-TYPE FLOATING BRIDGES UNDER WAVE IMPACT

  • 摘要: 采用多物质ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方法对充气式浮桥进行多工况数值模拟分析,流体区域采用ALE描述,浮桥结构采用Lagrangian描述,并通过罚函数方法实现两者间的耦合作用。首先建立三维充气式浮桥-流体耦合动力学模型,并通过与波浪理论公式和物理模型试验数据对比,验证本文采用的数值造波和流固耦合建模方法的可行性;随后展开初始工况、移动载荷工况、波浪冲击工况下浮桥结构响应的计算和分析。结果表明:随着载重增加,囊体垂向位移和应力随着增加;相比于陆上工况,海上浮囊平衡时垂向位移增加,应力明显减小;波浪冲击中最大铰链接触力和最大囊体应力出现在浮桥两端,最大铰链弯矩出现在中段;随着波高的增加,囊体应力增大。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-08
  • 修回日期:  2018-03-01
  • 刊出日期:  2018-09-29

波浪冲击下充气式浮桥流固耦合数值模拟分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.05.0337
    基金项目:  国家重点研发计划项目(2016YFB0201800);国家自然科学基金项目(51475287,11772192).
    作者简介:

    楼云锋(1987-),男,浙江人,博士,主要从事大型结构-流体耦合高性能计算研究(E-mail:louyunfeng9021@sjtu.edu.cn);刘涛(1987-),男,江苏人,博士生,主要从事流固耦合动力学研究(E-mail:liutao@163.com);王欢欢(1986-),男,山东人,博士,主要从事海岸工程数值计算研究(E-mail:yichenwanghuan@sjtu.edu.cn);付宝强(1965-),男,陕西人,高级工程师,博士,公司董事,主要从事橡胶设备设计(E-mail:fbqiang@163.com)

    通讯作者: 金先龙(1961-),男,湖北人,教授,博士,博导,主要从事高性能并行计算研究(E-mail:jxlong@sjtu.edu.cn).
  • 中图分类号: O353.4;U656.2

摘要: 采用多物质ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方法对充气式浮桥进行多工况数值模拟分析,流体区域采用ALE描述,浮桥结构采用Lagrangian描述,并通过罚函数方法实现两者间的耦合作用。首先建立三维充气式浮桥-流体耦合动力学模型,并通过与波浪理论公式和物理模型试验数据对比,验证本文采用的数值造波和流固耦合建模方法的可行性;随后展开初始工况、移动载荷工况、波浪冲击工况下浮桥结构响应的计算和分析。结果表明:随着载重增加,囊体垂向位移和应力随着增加;相比于陆上工况,海上浮囊平衡时垂向位移增加,应力明显减小;波浪冲击中最大铰链接触力和最大囊体应力出现在浮桥两端,最大铰链弯矩出现在中段;随着波高的增加,囊体应力增大。

English Abstract

楼云锋, 刘涛, 王欢欢, 付宝强, 金先龙. 波浪冲击下充气式浮桥流固耦合数值模拟分析[J]. 工程力学, 2018, 35(9): 232-239,256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.05.0337
引用本文: 楼云锋, 刘涛, 王欢欢, 付宝强, 金先龙. 波浪冲击下充气式浮桥流固耦合数值模拟分析[J]. 工程力学, 2018, 35(9): 232-239,256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.05.0337
LOU Yun-feng, LIU Tao, WANG Huan-huan, FU Bao-qiang, JIN Xian-long. DYNAMIC FLUID-STRUCTURE INTERACTION ANALYSIS OF GASBAG-TYPE FLOATING BRIDGES UNDER WAVE IMPACT[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(9): 232-239,256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.05.0337
Citation: LOU Yun-feng, LIU Tao, WANG Huan-huan, FU Bao-qiang, JIN Xian-long. DYNAMIC FLUID-STRUCTURE INTERACTION ANALYSIS OF GASBAG-TYPE FLOATING BRIDGES UNDER WAVE IMPACT[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(9): 232-239,256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.05.0337
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