Чисельне моделювання гiдродинамiчної взаємодiї тiл, що рухаються в рiдинi

Abstract

В работе развивается метод граничных интегральных элементов для решения задач определения параметров потенциальных полей, генерированных при движении нескольких тел в безграничной жидкости или одного тела в ограниченной области. Построен численный алгоритм, использующий аппроксимацию поверхности трехмерного тела системой треугольных элементов. Проведена апробация алгоритма, сравнение с известными результатами и экспериментальными данными. Получены зависимости коэффициентов присоединенных масс для трехосного эллипсоида, движущегося в трапецевидном канале, от параметров эллипсоида и канала. Проведены расчеты гидродинамических сил и моментов, возникающих при движении двух эллипсоидов с различными скоростями.

У роботi розвивається метод граничних iнтегральних елементiв для розв'язання задач визначення параметрiв потенцiйних полiв, генерованих при руховi декiлькох тiл у безмежнiй рiдинi або одного тiла в обмеженiй областi. Побудовано чисельний алгоритм, що використовує апроксимацiю поверхнi тривимiрного тiла системою трикутних елементiв. Проведена апробацiя алгоритму, порiвняння з вiдомими розв'язками та експериментальними даними. Одержанi залежностi коефiцiєнтiв приєднаних мас для тривiсного елiпсоїда, що рухається в трапецевидному каналi, вiд параметрiв елiпсоїда та каналу. Проведенi розрахунки гiдродинамiчних сил i моментiв, що виникають при руховi двох елiпсоїдiв з рiзними швидкостями.

A method of boundary integral elements is developed to obtain parameters of the potential fields generated when either two bodies move in an unbounded region or a body moves in the region with a complex boundary. The numerical algorithm that uses approximation of 3-D body surface with a system of triangular elements is constructed. Approbation of the algorithm and comparison of the present results with known numerical and experimental data are carried out. Added mass coefficients of triaxial ellipsoid that moves in the trapezoidal channel are obtained against different parameters of both the ellipsoid and the channel. Hydrodynamics forces and moments acting on the system of two ellipsoids moving with different velocities are calculated.