课题组在Thin-Walled Structures发表了集装箱船全船结构有限元模型的单向CFD-FEM模拟的研究论文

2026.01.05


202615日,课题组在SCI一区期刊Thin-Walled Structures上发表了题为“Full-scale simulation of containership motion and load responses by whole ship structure FE model one-way coupled with CFD solver”的最新研究成果。华南理工大学土木与交通学院的焦甲龙、陈振威为论文第一、二作者,黄淮学院的谢行和海军工程大学的杨跃富为论文合作单位。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.tws.2026.114484

长期以来,船舶的全局波浪载荷与水弹性响应采用简化梁模型进行预报,该模型忽略实际船舶的详细内部结构。本文提出一种仿真方法,通过将全船结构有限元(FE)模型与计算流体动力学(CFD)求解器进行单向耦合,全面预测波浪作用下21000TEU集装箱船的运动、全局与局部载荷及结构响应。为此,在FE求解器中建立实尺度全船结构FE模型,并在CFD求解器中构建数值波浪水池。完成CFDFEM求解器的单向耦合配置后,在超算平台开展仿真计算。通过对比缩尺模型试验及其他数值仿真结果,验证船舶运动、垂向加速度、砰击压力及剖面载荷的全尺度仿真结果。不同波高的典型工况下,通过全尺度模拟所获船舶运动、外部流体载荷及全局与局部应力分布数据系统地进行了展示与分析。该研究对高保真数值水池技术在船舶结构设计与耐波性评估领域中的应用具有潜在价值。

船波相互作用及中垂状态下法向应力分布与结构变形 

 

Thin-Walled Structures期刊1983年创刊,由出版社Elsevier Ltd以月刊形式出版发行,影响因子6.6,在力学、土木、机械等领域位于Q1区。