基于光滑粒子流体动力学的波浪中航行体入水数值模拟

航行体在波浪条件下高速入水的运动响应和载荷特性是其研发设计过程中需要重点考虑的问题，为了对该问题进行精准预测，采用无网格光滑粒子流体动力学（smoothed particle hydrodynamics, SPH）方法，提出了一种新型周期性波浪边界技术，利用四元数法计算物体六自由度运动，建立了波浪条件下入水模拟的数值水池。通过对静水中方块体垂直落水和航行体倾斜入水运动轨迹和冲击载荷的模拟，对比于实验参考结果，验证了数值模型的计算精度。随后，在SPH数值波浪水池中对航行体在不同波浪相位角下的高速入水过程开展研究，结果表明航行体弹道稳定性受到波浪相位角影响显著，0°相位角入水时弹道最为稳定。该新型SPH数值水池能够实现航行体波浪中入水过程的精确预报。