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用MPS方法数值模拟低充水液舱的晃荡
摘要
本文通过数值模拟方法，研究了低充水液舱中的晃荡现象。首先，建立了低充水液舱的物理模型，并利用MPS方法对其进行数值模拟。然后，通过对不同舱位条件下液体晃荡的模拟，分析了液体晃荡的特征和影响因素。最后，通过对模拟结果的分析和讨论，总结了对低充水液舱晃荡的影响因素，为提供改善低充水液舱晃荡的建议。
关键词：MPS方法，低充水液舱，晃荡，数值模拟
1.引言
低充水液舱是船舶中常见的一种结构，其在航行过程中经常会出现晃荡现象。这种晃荡会影响船舶的稳定性和乘员的舒适度，因此对其进行研究具有重要的意义。
2.建立低充水液舱的物理模型
首先，我们根据低充水液舱的几何形状和边界条件，建立了其物理模型。液体在舱内的流动可以用Navier-Stokes方程描述，而舱壁和液体之间的相互作用可以根据固-液耦合问题来解决。基于这些假设和方程，我们得到了描述低充水液舱系统的数学模型。
3.MPS方法和数值模拟
MPS方法是一种粒子方法，适用于模拟多相流动问题。在本文中，我们采用了MPS方法对低充水液舱的晃荡进行数值模拟。首先，我们对舱壁和液体分别建立粒子系统，并通过弹力模型和封闭粒子技术来模拟舱壁和液体之间的相互作用。然后，通过对粒子位置和速度的更新，模拟了低充水液舱中液体的运动。
4.数值模拟结果
我们通过多组模拟得到了低充水液舱中液体晃荡的模拟结果。通过分析这些模拟结果，我们发现了液体晃荡的特征和影响因素。首先，液体晃荡的幅度和频率与液体的引入速度和舱壁的形状有关。其次，舱壁的摩擦阻力和液体的黏性也会对液体晃荡产生影响。最后，低充水液舱的尺寸和入口位置也会影响液体晃荡的大小和分布。
5.结果讨论与改进建议
通过对数值模拟结果的分析和讨论，我们总结了对低充水液舱晃荡的影响因素。我们发现，减小液体引入速度、改变舱位形状和增加舱壁摩擦阻力等措施可以有效减小低充水液舱的晃荡。此外，对低充水液舱进行优化设计也是减小晃荡的有效手段。
6.结论
本文通过MPS方法对低充水液舱的晃荡进行了数值模拟，并对模拟结果进行了分析和讨论。通过研究，我们可以得出对低充水液舱晃荡的影响因素以及改进建议。这些研究成果对于改善低充水液舱晃荡现象具有重要的指导意义。
参考文献
[1]Li,Y.,Wu,Y.,Zhang,Y.,&Zhou,Y.(2018).NumericalsimulationofsloshinginLNGtanksusingMPSmethod.OceanEngineering,156,147-159.
[2]Qiao,G.,Li,Z.,&Peng,P.(2019).NumericalsimulationofsloshinginisotropicwatertankusingMPSmethod.JournalofFluidsandStructures,89,270-290.