GPU构架下SPH法对LNG液舱晃荡及船艏砰击作用效应的研究
| 中文摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 目录 | 第7-10页 |
| 第一章 绪论 | 第10-13页 |
| 1.1 论文背景及研究意义 | 第10-11页 |
| 1.1.1 论文背景 | 第10-11页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第11页 |
| 1.2 LNG 的研究现状 | 第11-12页 |
| 1.3 本文的主要工作 | 第12-13页 |
| 第二章 SPH 方法基本原理 | 第13-30页 |
| 2.1 粒子的定义 | 第13页 |
| 2.2 数学表达式 | 第13-16页 |
| 2.2.1 SPH 方法的基础 | 第13-14页 |
| 2.2.2 区域离散化 | 第14-15页 |
| 2.2.3 一阶导数 | 第15-16页 |
| 2.3 核函数 | 第16-19页 |
| 2.3.1 基本性质：原理 | 第16页 |
| 2.3.2 光滑长度 | 第16-17页 |
| 2.3.3 核函数 | 第17-18页 |
| 2.3.4 张力不稳定性 | 第18页 |
| 2.3.5 消除张力不稳定性 | 第18-19页 |
| 2.4 SPH 控制方程 | 第19-23页 |
| 2.4.1 控制守恒方程 | 第19-20页 |
| 2.4.2 标准 SPH 公式 | 第20-23页 |
| 2.4.3 状态方程 | 第23页 |
| 2.5 时间积分 | 第23-26页 |
| 2.5.1 时间步长 | 第23-24页 |
| 2.5.2 时间积分方案 | 第24-26页 |
| 2.6 边界条件 | 第26-29页 |
| 2.6.1 排斥力边界条件 | 第26-27页 |
| 2.6.2 粒子边界力 | 第27-28页 |
| 2.6.3 动态边界 | 第28-29页 |
| 2.7 本章小结 | 第29-30页 |
| 第三章 SPH 通过 CUDA 实现 | 第30-40页 |
| 3.1 GPU 体系构架 | 第30-31页 |
| 3.2 GPU 实现 SPH 方法 | 第31-33页 |
| 3.3 搜索相邻粒子 | 第33页 |
| 3.4 内核维度 | 第33-38页 |
| 3.4.1 单粒子多线程 | 第33-38页 |
| 3.4.2 单粒子单线程 | 第38页 |
| 3.5 内存整理 | 第38页 |
| 3.6 GPU 效率 | 第38-39页 |
| 3.7 本章小结 | 第39-40页 |
| 第四章 SPH 方法的改进 | 第40-47页 |
| 4.1 基本 SPH 方法存在的问题 | 第40-41页 |
| 4.1.1 排斥力边界条件的弊端 | 第40页 |
| 4.1.2 粒子边界力条件的弊端 | 第40页 |
| 4.1.3 动态边界条件的弊端 | 第40-41页 |
| 4.2 改进的边界条件 | 第41-43页 |
| 4.3 静态数值验证 | 第43-47页 |
| 第五章 LNG 液舱晃荡的物理模型实验 | 第47-59页 |
| 5.1 实验装置 | 第47-48页 |
| 5.2 实验条件设置 | 第48-50页 |
| 5.3 结果分析 | 第50-57页 |
| 5.3.1 水深 27.5cm 规则运动工况 | 第50-52页 |
| 5.3.2 水深 38.1cm 规则运动工况 | 第52-53页 |
| 5.3.3 水深 49.5cm 规则运动工况 | 第53-55页 |
| 5.3.4 水深 38.1cm 不规则运动工况 | 第55-57页 |
| 5.4 本章小结 | 第57-59页 |
| 第六章 SPH 方法的动态验证和应用 | 第59-80页 |
| 6.1 SPH 方法改进边界条件动态验证 | 第59-61页 |
| 6.1.1 液舱边壁动态压力对比 | 第59-60页 |
| 6.1.2 液舱内部液体状态对比 | 第60-61页 |
| 6.2 液舱摇晃二维数值研究 | 第61-71页 |
| 6.2.1 液舱横向晃荡二维数值模拟 | 第61-63页 |
| 6.2.2 液舱横向摇动二维数值研究 | 第63-66页 |
| 6.2.3 同频率不同相位摇晃组合 | 第66-69页 |
| 6.2.4 不同频率摇晃组合 | 第69-71页 |
| 6.3 液舱晃荡三维数值模拟 | 第71-73页 |
| 6.4 LNG 砰击数值模拟 | 第73-80页 |
| 6.4.1 模型装置 | 第73页 |
| 6.4.2 二维砰击数值模拟 | 第73-77页 |
| 6.4.3 三维砰击数值模拟 | 第77-80页 |
| 第七章 结论与展望 | 第80-82页 |
| 7.1 结论 | 第80-81页 |
| 7.2 展望 | 第81-82页 |
| 参考文献 | 第82-86页 |
| 发表论文和科研情况说明 | 第86-87页 |
| 致谢 | 第87页 |
