物体附加质量的一种改进算法OA北大核心CSTPCD

[目的]为了更方便地计算附加质量和提高无环流理论的严谨性,基于涡动力学理论重新推导了一种基于物面滑移速度分布计算附加质量的方法.[方法]首先基于涡动力学理论给出以流场涡量和速度表征的流体动力和力矩表达式,然后指出其收敛于无环流的条件:1)用滑移速度代替物面速度;2)力矩参考点要与刚体固连;3)令流场中的涡量强度为零.利用刚体运动可用平动参考点速度和旋转角速度来表征的特性,进一步建立平动和旋转速度与流体动力和力矩的关系,并导出附加质量新算法.基于这种新算法,分析了物体尺寸、平动参考点位置以及参考坐标系对附加质量的影响及转换方法.[结果]针对经典外形,本文方法与数值算法得到的附加质量完全一致.[结论]本文提出的新算法在附加质量计算和转换方面具有正确性和简便性.在数值计算过程中,对于采用面元法计算滑移边界速度的讨论,指出了目前面涡法在实际应用中失败的根本原因,并提出解决方案,为面元法的实际应用提供了新的思路.