（1）结构有限元FEM程序开发

本团队自主开发了有限元分析软件Lotus，尤其适用于船舶结构力学分析。包括板梁组合结构分析程序、薄壳分析程序、平面应力分析程序、梁分析程序等模块。能够建立船体有限元模型，并进行强度计算分析。软件计算精度与Abaqus、Patran等通用有限元软件的计算精度相当。该软件程序的下载和使用说明详见www.huagongchuanhai.cn

华南理工大学自主研发的有限元分析软件Lotus

（2）船体结构的振动模态分析

基于迁移矩阵法的弹性结构船体梁的振动模态的快速分析，通过将船体结构简化为一维非均匀的铁木辛柯梁进行分析，整根梁的固有频率、固有阵型等振动特性可通过迁移矩阵法求得。还建立了考虑结构弹性变形的船舶浮体瞬时网格生成技术，可应用于船舶水弹性计算中的瞬时水动力网格生成。

此外，可通过Abaqus建立船体结构的有限元模型，包括分段龙骨梁模型或全船结构有限元模型。船体有限元模型的干模态（固有频率、固有阵型）可通过对其进行特征值分析计算得到，模态类型包括垂向弯曲、水平弯曲、弯扭耦合。还能够计算船体振动的湿模态，在计算船体湿模态时需要在Abaqus中建立一个流体域，通过采用声流体单元使得能够在有限元模型中模拟附连水质量的存在。

基于迁移矩阵法的船体梁阵型计算及变形网格生成

基于Abaqus的船体振动干模态与湿模态的计算

（3）CFD-FEM的流固耦合模拟方法

建立了基于CFD-FEM的流固耦合模拟方法，该方法能够应用于多类工程问题的流固耦合仿真分析，例如：柔性平板在流场中的变形、柔性结构物出入水砰击载荷、加筋板的平底结构或楔形体结构的出入水的砰击载荷与水弹性响应、船舶运动与波浪载荷的水弹性仿真模拟。重点研究了船舶在规则波、长峰不规则波、短峰不规则波、畸形波等复杂海况下以迎浪和斜浪航行的运动、剖面载荷、砰击压力、甲板上浪、颤振响应、波激振动、弯扭耦合响应等。

在CFD-FEM双向耦合中，CFD求解器将船体表面上的流体压力和剪切应力传递给FEM求解器；FEM根据外部流体力、刚体惯性力、结构弹性力对结构进行动力分析，并将所得到的结构运动和变形反馈给CFD求解器，用于更新流场信息。结构体表面流体力在从CFD传递至FEM网格上时，借助高斯点和等参映射法沿面元表面积分得到。

基于CFD-FEM的结构物流固耦合模拟仿真

基于CFD-FEM的船舶耐波性与水弹性模拟仿真