于金,邱云明等人通过建立船舶的破损舱室进水的瞬时速度模型,分析了船舶破损时进水的瞬时速度与船舶的设计排水储备量的关系,可以及时对船舶的沉没时间做出有效的预报以及对船舶的施救是否具有可行性,并且分析了破口因素改变时,船舶的破损进水速度的变化和规律[13]。
李佳,马宁等人使用准静态法,通过时域模拟计算程序,对船舶破损时从舱室进水开始至舱内液体达到稳定的时域内的船舶破损进水过程进行分析,考虑破口长度对船舶破损进水过程的影响[14]。
张恭通过建立模型的方法,研究了根据船舶破损后的浮态及位置,判断出船舶破损的位置和状况以及舱内的进流量,进一步探讨了船舶在破舱进水后的应对方案和措施,对船舶的破舱状况的特性进行了研究[15]。
杨威通过时域理论,建立了船舶破损进水的模型,研究了船舶破损的进水过程及其对运动的影响,对破损船舶在海中的运动状况进行研究和预测[16]。
曹雪雁,明付仁,张阿漫等人自主研发设计的三维SPH计算模型,对船舶的底部破损进水过程进行了数值模拟,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SPH法在研究船舶底部舱室破损时的可行性和可靠性[17]。
高秋新使用RANS方程对船舶的破损进水过程进行了模拟,运用了体积法,湍流模型等模拟自由界面处的液体流动,很好地模拟了船舶破损进水过程的相应流动状态[18]。
3、基于MPS法的研究现状
近年来,无网格粒子法发展较快,与传统的研究方法不同,粒子法在处理问题时十分简便易行,尤其是在处理大界面的变形流动问题时更是局域很高的效率。其中MPS和SPH是两种常用的粒子法,SPH的计算效率高,适合进行大规模计算,而本文用到的是MPS粒子法,因此基于MPS法的研究现状进行研究和分析。目前,MPS粒子法已被应用到许多流体运动的计算问题中:
徐刚,段文洋用MPS粒子法进行自由液面的模拟流动,数值模拟得到的结果和实验结果相吻合,验证了MPS法的可靠性[19]。
张雨新,万德成对MPS粒子法的不足之处进行了改进,并用其处理三维流动问题,结果表明,改进后的MPS粒子法得到的结果更精确,处理流动问题也更加简单易行[20]。熊赞使用MPS粒子法对水流进行了数学模拟研究,改进了其理论研究方法,对破
舱进水过程进行了研究,数值模拟可以获得和实测相一致的计算结果[21]。陈翔,饶成平,万德成等人通过MPS粒子法,模拟物体的入水过程,对三维入水
过程进行了数值模拟[22]。
总之,MPS无网格粒子法是近年来发展起来的一种新型的计算流体运动的有效方法,它在处理很多复杂流动时具有其他方法所不具备的一系列优势,大大地简化了求解过程,为人们的计算提供了方便,使得计算结果也较为精确,易于分析得出正确的结论,使得原本复杂的难以模拟的流体运动可以建立工况,对其进行模拟分析。