【技术实现步骤摘要】
两相流动对船体结构压力计算方法、装置和计算机设备
本申请涉及两相流模拟领域，特别是涉及一种计算两相流动对船体结构压力的方法、装置和计算机设备。
技术介绍
两相流是一种很常见的流动形式，通常包含了不可压缩的液体和可压缩的气体。在两相流中，混合流体不仅与环境及邻近结构发生能量、动量和压力的相互作用，而且气相和液相也会相互影响，也会发生相变。因此，两相流的流动形态与正常的单相流不同。当雷诺数足够大时，可能发生湍流，使流动条件更加复杂。当船体结构正常运行时会受到流体的压力，正常情况下船体结构所受的压力与船体对流体造成的压力相等。然而，船体的存在会导致速度场和流动结构的剧烈变化，流动也会变得不稳定，流场速度、密度和压力的值及其时空分布也可能发生变化，这些变化的一个重要结果就是空化。当两相流压力降低时，流体可能发生相变，变为气相，出现空泡。这些空泡的破裂会引起微射流和激波，对船体结构造成破坏。因此对两相流动进行精确模拟是十分必要的。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现精确计算两相流...
【技术保护点】
1.一种两相流动对船体结构压力计算方法，所述方法包括：/n确定船体结构的计算区域，对所述计算区域进行离散化，得到网格区域；/n根据预先设置的边界条件，利用NewFlume算法确定气液边界区域；所述边界条件是所述船体结构在所述网格区域中的边界条件；/n根据interPhaseChangeFoam求解器确定所述网格区域中的空化区域；/n对所述网格区域中同时处在所述气液边界区域和空化区域的部分进行波压与空化压力的耦合计算；/n对所述网格区域中不在所述气液边界区域或空化区域的部分进行波压计算；/n根据计算得到的结果，确定两相流动对船体结构压力。/n
【技术特征摘要】
1.一种两相流动对船体结构压力计算方法，所述方法包括：
确定船体结构的计算区域，对所述计算区域进行离散化，得到网格区域；
根据预先设置的边界条件，利用NewFlume算法确定气液边界区域；所述边界条件是所述船体结构在所述网格区域中的边界条件；
根据interPhaseChangeFoam求解器确定所述网格区域中的空化区域；
对所述网格区域中同时处在所述气液边界区域和空化区域的部分进行波压与空化压力的耦合计算；
对所述网格区域中不在所述气液边界区域或空化区域的部分进行波压计算；
根据计算得到的结果，确定两相流动对船体结构压力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述网格区域中不在所述气液边界区域或空化区域的部分进行波压计算，包括：
采用VBF算法对所述网格区域中不在所述气液边界区域或空化区域的部分进行波压计算为：
其中，表示流体对船体结构的作用力；表示所述网格区域中下标对应的空间坐标，表示重力加速度，分别表示流体的速度、压力以及密度，表示动态更新时间步长，“n”表示当前时间步，“n+1”表示下一时间步，上标“~”表示物理量的Roe平均值，上标“-”表示物理量的算数平均值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述网格区域中同时处在所述气液边界区域和空化区域的部分进行波压与空化压力的耦合计算，包括：
确定所述气液边界区域和空化区域的部分的水蒸气体积；
根据水蒸气体积，确定水蒸气所占区域的半径；
根据水蒸气所占区域的半径，利用Rayleigh定理确定空泡半径；
根据空泡半径作为初始半径，计算空泡破裂时对船体结构产生的空化压力；
对波压和空化压力进行积分，得到同时处在所述气液边界区域和空化区域的部分对船体结构的压力。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据水蒸气所占区域的半径，利用Rayleigh定理确定空泡半径，包括：
根据水蒸气所占区域的半径，利用Rayleigh定理确定空泡半径为：
其中，R表示空泡半径，表示水蒸气所占区域的半径，上标“·”表示对参数时间微分的次数。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据空泡半径作为初始半径，计算空泡破裂时对船体结构产...
【专利技术属性】
技术研发人员：李桦，于航，田正雨，谢文佳，赖剑奇，张烨，杨帆，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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