帮我编一个船舶以2m/s速度通过桥墩附近计算艏摇力矩的udf
时间: 2024-01-26 20:04:32 浏览: 143
以下是一个可以计算船舶通过桥墩附近时艏摇力矩的UDF,需要在 Fluent 中使用。该 UDF 假设船舶以 $2m/s$ 的速度通过桥墩,在这个例子中,桥墩位于坐标 $(0,0,0)$ 处,船舶初始位于 $(10,0,0)$ 处,船长为 $L=100m$,船宽为 $B=20m$,船高为 $H=10m$,水线面下降为 $T=5m$,水密体积为 $V=10000m^3$,船舶初始艏向为正 $x$ 轴方向。
```c
#include "udf.h"
#define rho 1025 //海水密度
#define g 9.81 //重力加速度
DEFINE_ADJUST(adjust_domain, domain)
{
real u = 2.0; //船速,单位 m/s
real L = 100.0; //船长,单位 m
real B = 20.0; //船宽,单位 m
real H = 10.0; //船高,单位 m
real T = 5.0; //水线面下降,单位 m
real V = 10000.0; //水密体积,单位 m^3
real x[ND_ND]; //节点坐标
real v[ND_ND]; //节点速度
real r[ND_ND]; //节点到桥墩的距离
real Mx = 0.0; //艏摇力矩
real Fx = 0.0; //水动力作用在船首的力
real Fz = 0.0; //水动力作用在船底的力
real dV = 0.0; //水密体积的变化量
real dT = 0.0; //水线面下降的变化量
real dx = 0.0; //船头位置的变化量
real dt = CURRENT_TIMESTEP; //时间步长
/* 遍历所有节点 */
thread_loop_c (t,domain)
{
begin_c_loop (c,t)
{
C_CENTROID(x,c,t); //获取节点坐标
C_UVW_VEL(v,c,t); //获取节点速度
r[0] = x[0] - 0.0; //计算节点到桥墩的距离
r[1] = x[1] - 0.0;
r[2] = x[2] - 0.0;
/* 判断节点是否在船首 */
if (r[0] > 10.0 && r[0] < 10.0 + L/2.0 && fabs(r[1]) < B/2.0 && fabs(r[2]) < H/2.0)
{
Fx = rho * V * (v[0] - u) / dt; //计算水动力作用在船首的力
Mx += Fx * (r[2] - T); //计算艏摇力矩
dV += Fx * dt / (rho * g); //计算水密体积的变化量
}
/* 判断节点是否在水线面下方 */
if (r[2] < -T)
{
Fz = rho * V * v[2] / dt; //计算水动力作用在船底的力
dV += Fz * dt / (rho * g); //计算水密体积的变化量
dT += Fz * dt / (rho * g * B * L); //计算水线面下降的变化量
}
}
end_c_loop (c,t)
}
/* 计算船头位置的变化量 */
dx = (u - sqrt(u*u + 4*g*T)) / (2*g) * L;
/* 更新水线面下降和水密体积 */
T += dT;
V += dV;
/* 移动船的位置 */
cx_translate(domain, dx, 0.0, 0.0);
/* 输出艏摇力矩 */
printf("Mx = %g N.m\n", Mx);
}
```
注意,该 UDF 只是一个示例,并不能直接使用。在实际使用时,需要根据具体情况修改参数和公式。
此外,该 UDF 假设了船只朝向为 $x$ 轴正方向,但实际情况下船只的朝向可能不同,需要根据实际情况进行调整。
阅读全文