（1）DualSPHysics开源代码的开发与应用
DualSPHysics采用C++和CUDA语言实现，分别在CPU或GPU上进行数百万个粒子的模拟。采用SPH开源代码DualSPHysics对船舶与海洋结构物的水动力和流固耦合开展了一系列的研究工作，包括典型结构物落体入水砰击、推板/摇板造波模拟、船舶与浮体耐波性、系泊系统、液舱晃荡、溃坝模拟等。相关工作主要包括DualSPHysics开源代码开发、高保真仿真计算、数据监测与提取、可视化后处理、采用Blender进行渲染效果等。
DualSPHysics的粒子类数值方法示意图
DualSPHysics的组件、功能和应用的框架图
（2）波浪模拟及船舶水动力模拟仿真
基于DualSPHysics开源代码，加入主动吸收式造波系统AWAS模块，实现二次反射波消除，可以模拟浅水和深水情况下的推板和摇板式造波，并可模拟线性、Stokes非线性波、不规则波、孤立波、畸形波等、多向交叉波等复杂海况的模拟。
此外，模拟船舶、漂浮式或固定式海洋结构物在波浪中的水动力性能，对波面高程、船舶与结构物的运动、受力、砰击压力、流场速度与压力分布等数据进行监测，并能够采用MoorDyn模块实现系泊系统的功能。
各类波浪环境的仿真模拟
水波与船舶或海洋结构物相互作用的水动力仿真分析
（3）液舱晃荡及液货船舶水动力性能模拟
针对二维与三维液舱晃荡问题开展了一系列SPH模拟研究，仿真得到的晃荡压力、自由面形状、流场速度与压力分布与试验结果吻合良好。针对柔性结构的流固耦合（FFSI）问题，模拟了带有弹性挡板或弹性舱壁的液舱晃荡流动问题，流体晃荡载荷、结构弹性变形、结构应力应变与试验结果吻合良好。此外，考虑LNG等液货船舶内外流场的共同作用，研究了船舶运动与液舱晃荡的耦合效应，并分析了液舱晃荡对于LNG船舶耐波性的影响。
独立液舱晃荡与LNG实船的耐波性与液舱晃荡耦合的SPH模拟
（4）多浮体水动力问题模拟
LNG船等液货船舶在海上航行时的安全性问题极为重要。远洋恶劣海况可引起船体的大幅摇荡运动与波浪载荷响应，船体运动也可诱导船体内部液舱晃荡并产生局部冲击载荷，内外流体载荷作用下的弹性船体结构变形还可进一步影响流场。此外，当LNG船与FLNG并排作业时的两船体之间会相互产生强烈的非线性水动力影响。为了提高液货船舶的设计水平和海上航运安全性，本团队建立了一套能够综合考虑船体运动、波浪载荷、液舱晃荡等耦合作用的液货船舶水动力预报方法，研究了两船并靠作业时的多浮体水动力问题，分析了两个LNG船在波浪中的内外流耦合与间隙流震荡问题。
LNG船与FPSO并靠作业的耐波性与液舱晃荡的SPH模拟
相关研究成果：
期刊论文：
[1] Jialong Jiao*, Shang Ding, Mingming Zhao, Mengyun Jiang, Shuxia Bu, Yanwen Shi. Simulation of LNG ship’s motions coupled with tank sloshing in regular waves by DualSPHysics. Ocean Engineering, 2024, 312, 119148. (SCI, IF=6.3, Q1)
[2] Jialong Jiao*, Mingming Zhao, Guangyan Jia, Shang Ding. SPH simulation of two side-by-side LNG ships’ motions coupled with tank sloshing in regular waves. Ocean Engineering, 2024, 297, 117022. (SCI, IF=6.3, Q1)
[3] Jialong Jiao*, Mingming Zhao, Mengyun Jiang, Shan Wang, C. Guedes Soares. Multi-body hydrodynamics coupled with tank sloshing for FLNG and LNG ships side-by-side system. Ships and Offshore Structures, 2026, 1–29. https://doi.org/10.1080/17445302.2026.2717419. (SCI, IF=1.7, Q2)
[4] Jialong Jiao, Mengyun Jiang, Hang Xie*, Yuanming Chen. Coupled effects of incident waves forcing and internal tank sloshing on the dynamics of twin floating bodies. Fluid Dynamics & Materials Processing, 2025, 21(9): 2075–2100. (EI期刊)
[5] Mingming Zhao, Jialong Jiao*. Smoothed-particle hydrodynamics simulation of ship motion and tank sloshing under the effect of regular waves. Fluid Dynamics & Materials Processing, 2024, 20(5): 1045–1061. (EI期刊)
[6] 丁绱，焦甲龙*，赵明明. 液舱晃荡与浮体运动耦合的二维与三维SPH模拟影响研究.中国造船, 2023, 64(1): 180–191. (EI期刊)
[7] 蒋梦云，焦甲龙*. 波浪中LNG船舶旁靠状态的双浮体水动力特性分析. 舰船科学技术, 2026, 48(1): 86–92.
[8] 范学明，黄锦林，陈先义，焦甲龙. 超深动水复杂环境下模袋混凝土双船作业平台分析与实施. 广东水利水电, 2026, (4): 20–25.
发明专利：
9. 焦甲龙、丁绱，一种基于SPH的数值水池中方形波浪的模拟方法，ZL202110569294.X，
10.焦甲龙、丁绱，一种基于SPH的双向波浪中船舶耐波性预报方法，ZL202110787457.1，2021-07-13，CN113673007，2023-09-29，已授权；
11.焦甲龙、赵明明、丁绱、贾广言、陈超核，一种液货船舶运动与液舱晃荡耦合的SPH模拟方法，ZL202211463763.0，2022-11-22，CN116108556，2026-04-21，已授权；
12.焦甲龙、赵明明、丁绱、李晓晨、陈超核，一种液货船舶旁靠作业时多浮体水动力的SPH模拟方法，ZL202211487272.X，2022-11-25，CN115906597，2026-04-21，已授权；
