[发明专利]基于OpenFOAM的三维海浪与负载交互的数值仿真模型建立方法

摘要

本公开提出了基于OpenFOAM的三维海浪与负载交互的数值仿真模型建立方法，首先建立数值波浪水池，并设置所需要的负载，随后设置数值波浪水池中的每一点初始物理参数如速度、压力和水平面的状况，然后通过求解器不断迭代求解得到负载所受到的压力随时间变化的值，最后进一步对压力积分得到负载所受的水平力、垂直力和纵摇力矩，实现负载与三维海浪的数值仿真和受力结果分析。相比于物理模型，本发明的优点是：数值仿真模型可以根据要求任意设置负载的形状、尺寸，以及波浪的参数，成本更低，模型的建立和设置也更加的灵活，因此具有很大的灵活性和可行性。

主权项

1.基于OpenFOAM的三维海浪与负载交互的数值仿真模型建立方法，其特征是，包括：首先建立数值波浪水池，并设置所需要的负载，随后设置数值波浪水池中的每一点初始物理参数如速度、压力和水平面的状况，然后通过求解器不断迭代求解得到负载所受到的压力随时间变化的值，最后进一步对压力积分得到负载所受的水平力、垂直力和纵摇力矩，实现负载与三维海浪的数值仿真和受力结果分析。建立数值波浪水池步骤：设置数值水池的大小及网格尺寸；利用三维海浪生成器，设定波浪的参数、计算数值水池中波浪的水平速度和垂直速度分布、利用消波避免波浪传播到数值水池的末端反射回来影响之后入射的波浪；设置整个数值波浪水池的初始条件，需要设置的初始条件包括速度、压力以及波浪和自由面的情况；设置负载的大小和形状：选择一个指定规则形状区域内的所有微小网格单元，然后将其内部网格去除点，只保留最外侧的网格，并对这个区域的所有网格指定为一个整体，得到一个指定形状的负载；使用求解器求解得到整个波浪池的物理参数：通过求解器不断迭代求解得到负载所受到的压力随时间变化的值；在建立好的数值波浪水池中放置长方体类型的负载，然后进行模拟计算得到负载所收到的水平力、垂直力和纵摇力矩随着时间变化的图像，然后对所得到的数据进行FFT处理，得到对应当前波浪和负载参数的一点值，然后改变负载的参数或者波浪的参数，得到负载的受力情况随着某一个参数的变化情况。