二维与轴对称物体的入水与出水

本文致力于开发一种用于具有强制运动的二维（2D）与轴对称物体水面撞击的数值模型。该工作是迈向实现用于飞机水上迫降分析的 2D+t 程序的第一步。问题在无粘不可压缩流体假设下研究，流体由具有自由面完全非线性边界条件的势流模型描述。具有自由面的非定常边值问题通过边界元法数值求解，并耦合简化有限元法以描述射流最薄部分。研究旨在描述入水与出水阶段。开发了特定的数值解以处理出水阶段并提高模型稳定性。结果以自由面形状、压力分布以及作用于撞击物体的水动力载荷给出。该模型用于研究二维楔体与轴对称圆锥的入水和出水，相关数值或实验结果见于文献。数值研究表明所提模型能准确模拟入水与出水两个阶段。对于出水阶段，所示结果表明所提模型因完全非线性，相较于简化（解析）方法能更好地预测载荷与沾湿面积。还研究了文献中常用方法所忽略的重力效应，显示其相当重要，尤其在出水阶段。