一种计算机仿真物体入水的方法技术

本申请提供了一种计算机仿真物体入水的方法，包括，建立仿真入水航行体模型，进行流体计算、网格划分并设置边界条件，将网格调整为适合仿真入水航行体模型入水前的状态，确定初始水域范围，创建不同海况下的波浪模型数据库；完成上述设置后数据提交到计算文件模块中并设置计算时间、初始时间步长，生成计算文件，求解模块根据计算文件进行仿真计算；数据读取接口将求解模块所得仿真计算结果数据导入处理模块中，该计算结果数据进行滤波，根据滤波后的数据建立流体域的控制方程及固体域的运动方程，根据随体坐标系转换模块将滤波后的实时数据转换到随体坐标系下，仿真入水航行体模型根据随体坐标系的数据信息进行仿真物体入水。水。水。

【技术实现步骤摘要】
一种计算机仿真物体入水的方法


[0001]本申请涉及仿真物体
，特别涉及一种计算机仿真物体入水的方法。

技术介绍

[0002]随着航行体入水问题涉及固体，液体和气体三种相态互相作用，入水过程中涵盖跨介质、多相流、强湍流、可压缩等众多物理难题。航行体入水问题是常见的自然现象，因此在众多的工程领域及科学研究中有着重大应用；现有技术CN114840999A公开了一种大长细比回转体入水空泡演化模型构建方法，包括，大长细比回转体头部设有空化器，建立大长细比回转体的定常空泡模型；选取不同的回转体入水参数作为初始条件进行数值仿真，得到不同空化数的空泡演化过程，通过测量仿真结果得到空泡长度以及最大空泡直径，对空泡长度、直径与空化数进行拟合，得到空泡形态与空化数的关系；对于大长细比回转体高速入水的非定常过程，利用拟合得到空泡形态与空化数的关系对定常空泡模型进行修正，得到非定常空泡演化模型；存在以下问题：（1）大长细比回转体作为头部，出现空泡不足以包裹住航行体，增加航行体高速入水过程中所受的总阻力，头部的减载能力大大削弱；（2）大长细比回转体入水条件较局限，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机仿真物体入水的方法，其特征在于，包括：S1：将壅塞球体空化器和柱段两部分建立仿真入水航行体模型；S2：进行流体计算、网格划分并设置边界条件，根据仿真物体入水需求，将网格划分大小调整为适合仿真入水航行体模型入水前的状态；根据网格中的空间坐标范围确定初始水域范围，查看海况列表创建不同海况下的波浪模型数据库，确定初始水域范围后选择相应的波浪模型来满足计算入水的需求；完成上述设置后数据提交到计算文件模块中并设置计算时间、初始时间步长，然后生成计算文件，求解模块根据计算文件进行仿真计算；S3：求解模块计算完成后，数据读取接口将求解模块所得仿真计算结果数据导入处理模块中，根据处理模块中的数据滤波模块对该计算结果数据进行滤波，根据滤波后的数据建立流体域的控制方程及固体域的运动方程，根据随体坐标系转换模块将滤波后的实时数据转换到随体坐标系下，仿真入水航行体模型根据随体坐标系的数据信息进行仿真物体入水。2.根据权利要求1所述的一种计算机仿真物体入水的方法，其特征在于，所述建立仿真入水航行体模型的步骤前，包括：根据球体入水仿真，空化数和入水冲击，以及仿真入水航行体模型与水接触产生的摩擦阻力和压差阻力建立仿真入水航行体模型。3.根据权利要求2所述的一种计算机仿真物体入水的方法，其特征在于，所述球体入水仿真的步骤中，包括：球体轨迹模拟，球体空腔扩张，球体空腔闭合，水花模拟四个步骤；所述球体轨迹模拟通过分析球体在入水前和入水后的受力情况，列出受力方程，从而求出球体的速度和轨迹；入水前的受力可通过下式确定：F
前
=mg；其中F
前
为入水前的力，m为壅塞球体空化器的质量，g为重力加速度；入水后前的受力可通过下式确定：F
后
=mg
‑
F
压
‑
F
阻
；其中：，；h为球体的高度，Cd为阻力系数，V为球体的速度，R为球半径，为水的密度；所述球体空腔扩张可通过下式确定：；其中为空腔半径，r为径向坐标，为液相扩张流动的区域限值，表示变量对时间的偏微分，取值为1；所述球体空腔闭合可通过下式确定：从开始入水到夹断的时间：；R2为球体半径，g为球体重力加速度，为开始入水到夹断的时间；每个时刻每个深度上径向收缩的距离：；T为当前时间（开始入水为0），Z为当前深度，Z1为夹断位置，Z2为当前球体深度，e为自然数，为每个时刻每个深度上径向收缩的距离，为从开始入水
到夹断的时间；所述水花模拟将每个时刻从水面溅出的水视为一个水团粒子，其体积通过空腔体积变化可以得到，设其体积在之后保持恒定，设定一个初始厚度C，初始速度V可通过下式确定：；...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾振铠，王毅刚，李艺丹，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：