Детальная информация

На сегодняшний день одним из наиболее эффективных способов, обеспечивающих комплексный подход к описанию взаимодействия твёрдых тел с жидкой средой, является применение метода конечных элементов (МКЭ). В данной работе с помощью МКЭ, реализованного в программном комплексе LS-DYNA, производится численное моделирование свободного падения геометрических тел простой формы с последующим соударением и вхождением в водную среду. Описание движения в пространстве основывается на методе Лагранжа-Эйлера. Ключевые моменты данной работы состоят в анализе варьирования свойств сбрасываемых объектов на получаемые результаты, а также в исследовании особенностей численного моделирования воздушных полостей, образующихся вслед за погружающимся в водную среду шаром. Результаты численного моделирования сравниваются с экспериментальными данными, представленными в литературе. Результаты исследования имеют практическую значимость и могут быть использованы при решении широкого класса задач в области моделирования столкновения с водной поверхностью и погружения объектов с различными свойствами, в том числе деформируемых.

Nowadays, one of the most efficient methods to provide complex approach to identify fluid-structure interaction is the finite element method (FEM). In this research using FEM, which is based on the LS-DYNA program code, the numerical modeling of free fall of simple shaped rigid bodies is carried out together with their impact interaction with fluid area and following submersion. The rigid body motion is based on the Arbitrary Lagrange-Eulerian method. The key points of the research are the analysis of the impact of rigid bodies’ parameters variation on the obtained results, and the study of specific features of cavities’ numerical modeling, which are occurred following the submerging body. The numerical modeling results are compared to the experimental data presented in the reference literature. The achieved results have high practical values and may be used in more complex studies related to the numerical modeling of fluid-structure interaction of deformable bodies.