流体分析（CFD） — 海洋工程 — 文章目录
海洋工程CFD是自由表面（气液界面）的运动唱主角的领域。船体阻力、波浪中的响应、液舱晃荡、海上风机浮体的摇荡，精度都取决于“能多准确地造出波浪，并在传播中不把它打碎”。界面捕捉要与数值扩散作斗争，波高方向的网格密度和时间步长的管理是实务的中心课题。
《VOF法波浪模拟》讲解用体积分数追踪界面的VOF法的界面重构、数值造波（造波边界与消波区）以及波浪的验证（与理论波形比较）。《晃荡（液面晃动）》评价液舱内液体的共振（固有晃荡周期）和冲击压力，共振频率的理论值成为CFD验证的一级基准，是很好的例子。
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- 系泊系统分析
讲解系泊系统分析。链条或钢缆在自重下垂成悬链线，由水平张力和单位长度水中重量决定形状和着底点。波浪引起浮体大幅运动时需用集中质量法或有限元做动态分析。涵盖疲劳与极值评估、浮式海上风电的系泊设计和OrcaFlex、MoorDyn等工具。 - 螺旋桨CFD分析
讲解船舶螺旋桨的CFD分析。性能用推力系数KT、转矩系数KQ和敞水效率评估，它们是进速系数J的函数。介绍网格设计、滑移网格与空化分析、与标准螺旋桨试验数据的验证、自航分析，以及KT与实验偏差超过10%时的排查方法。 - 船舶阻力预测
计算由1:30模型试验推算长150 m、航速20节船舶阻力的步骤。匹配弗劳德数0.268时模型速度为1.88 m/s，雷诺数8.2×10⁶，而实船为1.3×10⁹，相差160倍。摩擦阻力系数模型0.00310， - 晃荡（液面晃动）
从线性理论的固有频率公式出发讲解容器内液体的晃荡。算例包括实验水槽、罐车及隔板的效果、大型油罐的长周期晃动，并总结液面晃动高度的估算以及VOF CFD的设置与验证。 - VOF法波浪模拟
由线性波色散关系和网格参考值讲解用VOF法计算波浪的数值水槽搭建方法。水深20 m时周期6秒的波长约55 m，10秒约121 m；每波长80～100个网格、每波高10～20个网格时， - 海浪建模
用线性波理论色散关系 ω² = gk·tanh(kh) 计算周期6、10、14秒的波在水深5、20、100 m时的波长、相速度和群速度。周期10秒的波在深水中波长156 m、速度15.6 m/s，