陈翔
- 作品数：14 被引量：58H指数：6
- 供职机构：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金长江学者奖励计划更多>>
- 相关领域：理学交通运输工程建筑科学水利工程更多>>
- MPS方法研究进展及其在船舶水动力学问题中的应用被引量：6
- 2018年
- 移动粒子半隐式方法(moving particle semi-implicit,MPS)是基于Lagrangian观点来描述流体的运动,具有能够灵活处理自由面的大幅度变形及物体的运动变形等优点,近年来受到越来越多研究人员的关注。本文对MPS方法的研究进展及其在船舶与海洋工程水动力学问题中的应用现状进行介绍。从计算精度方面,介绍了研究人员为提高压力场的光滑性及稳定性,对粒子间相互作用模型做出的多种改进。从计算效率方面,介绍了提高MPS方法计算速度的主要技术手段,同时从扩展MPS方法在实际水动力学问题中应用范围的角度,介绍了研究人员在数值边界条件和多相流方面做出的贡献。本文回顾了MPS方法在船舶与海洋工程典型水动力学问题中的应用成果,对该方法在数值格式改进、与其他方法耦合及三维复杂实际工程应用方面的发展空间进行了展望。
- 陈翔陈翔张友林
- 关键词：多相流流固耦合
- MPS-FEM方法数值模拟带自由面的流固藕合问题
- 在船舶与海洋工程领域，流固耦合问题是普遍存在的现象之一。当伴随有剧烈的自由面演化时，此类问题将变的更加复杂。随着计算科学的发展，研究人员为揭示流固耦合问题的物理机理而提出了众多的数值方法。
- 张友林唐振远陈翔万德成
- 关键词：无网格法有限元法流固耦合
- MPS与GPU结合数值模拟LNG液舱晃荡被引量：4
- 2019年
- 液舱晃荡是一种在外部激励作用下部分装载的液舱内液体的波动现象,它会对液舱结构强度和运输船舶稳性产生危害.移动粒子半隐式法(moving particle semi-implicit, MPS)是一种典型的无网格粒子类方法,可以有效地模拟剧烈的液舱晃荡问题.但MPS方法存在计算效率低的缺点,难以模拟大规模三维问题,而GPU并行加速技术已广泛应用于科学计算领域.因此,本文将MPS方法与GPU并行加速技术相结合,采用CUDA程序语言编写,自主开发了MPSGPU-SJTU求解器,对三维液化天然气(liquefied natural gas, LNG)型液舱晃荡进行了数值模拟.通过三种不同粒子间距的数值模拟,验证了求解器的收敛性,其中最大计算粒子数达到了200多万.与其他研究结果相比,MPSGPU-SJTU求解器能够准确地预测壁面砰击压力,并且捕捉晃荡过程中自由面的大幅度变形和强非线性破碎现象.相比CPU求解器的计算时间,GPU并行加速技术可以大幅度地减小计算时长,提高MPS方法的计算效率.本文将LNG型液舱与方型液舱的晃荡进行对比,结果表明在高充液率下LNG型液舱可以有效地减小晃荡幅值和壁面砰击压力.但在中低充液率下,LNG型液舱则会加剧晃荡,自由面呈现明显的三维特征.本文还进一步研究了水和LNG两种不同介质的液舱晃荡现象,数值模拟结果表明二者的流场基本相似,砰击压力则正比于液体密度.
- 陈翔万德成
- 关键词：移动粒子半隐式法液舱晃荡
- 基于GPU加速MPS方法的三维急弯河道溃坝流动问题数值模拟
- 溃坝流动是一种灾害性的复杂流动现象,本文将GPU加速技术与MPS方法相结合,采用本课题组自主开发的MPSGPU-SJTU求解器对三维急弯细长河道中的溃坝流动问题进行了数值模拟。监测河道中轴线处自由液面水位与速度场分布情况...
- 鲁逸豪陈翔万德成
- 文献传递
- 散货船的总振动模态计算和动力响应预报被引量：12
- 2013年
- 针对某散货船建立一维梁模型和混合有限元模型。在总振动计算的基础上,对3种不同的螺旋桨激振力的施加方式进行比较研究,计算其尾部及上层建筑的强迫振动响应,最后根据船舶振动基准进行振动评价。计算结果表明,该散货船的振动特性良好,对该类型船舶的振动和响应预报具有一定的参考价值。
- 陈翔夏利娟丁金鸿赵党
- 关键词：散货船总振动激振力
- MPS方法数值模拟三维物体入水问题
- 入水问题是船舶海洋工程中典型的流动问题。当船舶在恶劣海况中航行或海洋平台遭遇恶劣天气时,结构物和水体之间往往会出现剧烈的砰击作用。砰击发生时,伴随着结构物湿表面的剧烈变化、自由液面的翻卷、破碎等强非线性现象。对这种短时间...
- 陈翔饶成平万德成
- 关键词：MPS入水
- 文献传递
- 基于MPS-FEM耦合方法对比研究刚性与弹性挡板对液舱晃荡的抑制作用（英文）被引量：11
- 2016年
- 由流体冲击载荷引起的流固耦合问题广泛存在于船舶与海洋工程领域.例如:在特定激励频率下载液货舱内流体的非线性运动引起对舱壁的砰击作用,进而可能影响液舱围护系统的安全性.由于此类流固耦合问题通常涉及多学科知识,且流体自由面的变化具有强非线性特征,对研究人员带来较大挑战.考虑到Lagrange类方法在处理结构和流体自由面大变形问题上的优势,基于MPS-FEM耦合方法开发了流固耦合求解器.其中,采用MPS方法来数值模拟流体场瞬态变化,FEM方法来分析结构场的变形问题.此外,该求解器采用了弱耦合的方式来实现流体场和结构场之间的数据传递.为了验证该方法在处理流固耦合问题上的可靠性,首先数值研究了溃坝泄洪流与弹性挡板之间的流固耦合标准算例,数值结果与实验标准结果能够较好地吻合.此后,采用该求解器数值研究了带刚性挡板和弹性挡板的液舱晃荡问题,对比分析了多种激励频率下两种挡板对液舱内流体运动及舱壁上冲击压力的抑制效果.
- 张友林陈翔万德成
- 关键词：液舱晃荡
- 全文增补中
- MPS-FEM方法数值模拟带自由面的流固耦合问题
- 在船舶与海洋工程领域,流固耦合问题是普遍存在的现象之一。当伴随有剧烈的自由面演化时,此类问题将变的更加复杂。随着计算科学的发展,研究人员为揭示流固耦合问题的物理机理而提出了众多的数值方法。其中,一种典型的无网格粒子法——...
- 张友林唐振远陈翔万德成
- 关键词：无网格法有限元法流固耦合
- 文献传递
- 含水状态下膏溶角砾岩破裂全程的细观力学试验研究被引量：11
- 2009年
- 利用新型岩石细观力学试验系统,对石家庄—太原铁路专线太行山隧道工程6#斜井的膏溶角砾岩在单轴压缩荷载作用下的岩石细观损伤裂纹扩展直至破裂的全程进行了实时观测,得到了不同含水状态下岩石初始损伤微裂纹的萌生、扩展、连接、贯通直至宏观破裂的数字显微和全场实时图像。从岩石细观损伤机制出发,结合同时获得的应力-应变曲线,将损伤破裂过程分为4个阶段,得到了含水状态下岩石损伤发展演化的初步规律,并给出了应力损伤门槛值,发现水环境影响下造成的初始损伤微裂纹是水对膨胀软岩力学性质产生软化作用的重要因素。
- 李尤嘉黄醒春邱一平陈翔
- 关键词：含水率膏溶角砾岩
- 基于GIS三维统计的膏溶角砾岩断口几何特性研究被引量：7
- 2008年
- 利用3D激光扫描系统精确测量膏溶角砾岩单轴压缩破坏下岩石断口表面的粗糙形态,结合地理信息系统(GIS)技术,实现岩石断口表面的三维可视化。然后对岩石断口三维几何特性参数进行统计分析,根据频率直方图的分布趋势研究各几何特性参数的分布规律及其随含水率增加的变化规律。最后,研究膏溶角砾岩断口在不同含水率条件下的分形特征,得出岩石断口在不同加载方向上的分维值随含水率增加的变化规律。试验结果表明,断口粗糙高度和坡度的分布近似于正态分布,断口粗糙高度的平均值随着含水率的增加呈线性上升趋势,而断口坡度的平均值随着含水率的增加呈线性下降趋势。通过岩石断口激光扫描试验分析发现,岩石断口的几何特征及分维值与岩石的初始含水状态密切相关,分维可以作为岩石断口几何形态定量描述的参数之一,从而为进一步分析膏溶角砾岩损伤演化过程及其破坏机制提供可靠的试验依据。
- 陈翔李尤嘉黄醒春杜守继
- 关键词：岩石力学地理信息系统膏溶角砾岩分形分维
