1、船舱破损进水过程的研究方法

在船体破舱进水的研究过程中，有着各种各样的方法，如基于流体力学中的伯努利方程准静态法、模型试验法、无网格法、基于流体力学N-S方程的CFD模拟仿真方法、带VOF的势流理论法等等。

对于船舶进水过程的研究，之前使用的是传统的内容简单的抗沉布置图，随着人们对船舶结构强度和安全性能的要求越来越高，早期的抗沉布置图早已不能满足当前的需求。随着科技的进步和社会的发展，计算机技术应运而生，用数值模拟方法研究船舶的破舱进水过程是一个十分重要的手段。主要的研究方法有：95176

基于CFD的船舶破损进水数值研究，RANS法，选取一个简单的目标区域进行网格区域的划分，并对其进行数值模拟，从理论方法的角度也可以验证得到数值模拟结果的准确性。数值模拟可以有效的减小实验误差，使计算结果更为精确，避免了传感器引起的误差，保证了计算结果的准确性和可靠性，也不存在所选取的实验模型的相对精度问题，因此，流场不会受到其他的额外因素的影响，得到的数据和结果更加精确可靠。

基于N-S方程的CFD求解法，使用Fluent软件，对许多二维或者三维的船舶舱室破损进水过程进行时域模拟和研究，分析了各因素对于船舶破损进水过程的影响。对于船舶破损口处进水速度的变化进行讨论和探讨，这些探讨对于破舱进水的时域模拟研究方法的选择有一定的借鉴意义。

伯努利方程的准静态法，船舶在航行中不可避免的会遇到波浪，对于波浪中破损进水的船舶，提倡使用的一种进水模拟方法。把波浪精简成简单的模型，然后根据Bernoulli伯努利方程，然后分别考虑一维和二维情况下的舱室破损进水过程，以时间推移的方式将二者进行对比和分析。光滑粒子法(SPH)法，通过自主设置的数值模拟模型，对船舶底部的破舱进水过程进行数值模拟，结果表明，将实验的结果和数值模拟的结果相比较，二者十分接近，验证了三维计算程序系统的可行性与高效性和数值模拟的计算结果的可靠性，从而为进一步研究船舶的破舱进水过程和沉没时间提供了可靠的依据。

无网格粒子（MPS）粒子法，MPS粒子法的基本原理是将目标区域的流体按照一定的方式离散成微小的粒子，将流体区域看作为一个个可以移动的粒子，其中的每个粒子都携带有其属于自身的物理量和物理信息，使用拉格朗日法，刻画流体的动态运动过程，根据各个粒子之间的相互作用关系，根据所列出的流动控制方程，对目标区域流体进行求解，根据彼此之间的耦合关系，对各个粒子的流动状态进行修正，然后以时间为变量进行推进，进而得到整个流动过程的流场信息。由于计算过程中不需要生成网格，粒子的运动反映了流场的流动信息，在流体运动过程中，也可与流场内的其他粒子产生新的作用关系。理论上来说，它适用于处理任何流体运动过程的动态模拟且计算过程较为简便，容易实施。与以上的方法相比，MPS粒子法具有以下一系列的优点:

（1）无网格粒子法，避免了生成网格的复杂过程和大量的繁琐的计算，使计算实验误差大大减小。

（2）与有网格计算法相比，使计算过程中产生的误差大大减小，得到的结果更加精确。

（3）利于得出较为直观的计算结果，便于分析过程和得出结论。

（4）适用于解决复杂的流体动态计算的问题，应用前景十分广泛。当今世界，很多专家和学者都对底部破损、液货泄漏、MPS方法的使用进行了大量的模拟研究。当前的研究很少采用直接的实船测试和实验，基本采用模拟海洋环境下的模型实验这种替代方法来开展研究。