The constant added mass (CAM) metho

The constant added mass (CAM) method and the fluid-structure interaction (FSI) method are widely used to simulate ship-ship and ship-ice collisions. In the CAM method, the hydrodynamic effect of the surrounding water is treated as a constant added mass, whereas in the FSI method the surrounding fluid flow is explicitly modelled. The objective of the paper is to compare the two methods and to explain the causes of the differences in the results. We considered collision between a freshwater ice mass and a floating steel structure. For both methods, the numerical simulations were performed with the LS-DYNA software. The behaviour of the ice mass was modelled using an elliptic yield criterion and a strain-based pressure-dependent failure criterion. To ensure realistic ice behaviour, the ice model was calibrated using general trends found in laboratory and in-situ indentation tests with focus on the laboratory-grown ice and the fluid model in the LS-DYNA was verified by comparing the added mass coefficients for a spherical body and a rectangular block with the corresponding WADAM results. To validate and benchmark the numerical simulations, experimental data on ice-structure interactions in water were used, including the acceleration of the floater wall measured with the dynamic motion unit (DMU), the relative velocity between the ice mass and the floater before the impact and some images extracted from video recording of the test. The comparisons indicated that the FSI method yields better results for the motion of the floater, i.e., the acceleration of the floater wall caused by the ice mass’s impact and the relative velocity were in reasonably good agreement with experimental measurements. It was also found that the CAM method was faster but predicted a higher peak contact force and more dissipated energy in the ice mass than in the FSI method.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ค่าคงการเพิ่มมวล (CAM) วิธีและวิธีการปฏิสัมพันธ์โครงสร้างของเหลว (FSI) ใช้ในการจำลองการชนเรือเรือและเรือน้ำแข็ง ในวิธี CAM ผลอุทกพลศาสตร์ของน้ำโดยรอบถือว่าเป็นค่าคงที่เพิ่มมวล ในขณะที่ในวิธี FSI ไหลโดยรอบอย่างชัดเจนตกแต่ง วัตถุประสงค์ของกระดาษคือ วิธีการสองวิธีการเปรียบเทียบ และอธิบายสาเหตุของความแตกต่างในผลการ เราถือว่าเป็นการชนกันระหว่างน้ำแข็งมีน้ำจืดมวลและแบบลอยเหล็กโครงสร้าง สำหรับทั้งสองวิธี แบบจำลองเชิงตัวเลขดำเนินการกับซอฟต์แวร์ LS DYNA พฤติกรรมของน้ำแข็ง มวลจำลองแบบมาใช้เป็นเกณฑ์ของผลผลิตไข่และเกณฑ์คะแนนความเครียดความดันขึ้นอยู่กับความล้มเหลว ต้องให้น้ำแข็งที่จริงพฤติกรรม แบบน้ำแข็งถูกปรับเทียบโดยใช้แนวโน้มทั่วไปพบในห้องปฏิบัติการและในพื้นที่ทดสอบเยื้องกับโฟกัสบนน้ำแข็งปลูกในห้องปฏิบัติการ และรูปแบบของเหลวใน LS-DYNA รับการตรวจสอบ โดยการเปรียบเทียบสัมประสิทธิ์เพิ่มมวลร่างกายทรงกลมและบล็อกสี่เหลี่ยม มีผล WADAM ที่สอดคล้องกัน การตรวจสอบ และเปรียบเทียบการจำลองเชิงตัวเลข ข้อมูลทดลองบนน้ำแข็งโครงสร้างปฏิสัมพันธ์ในน้ำใช้ รวมทั้งการเร่ง floater ผนังวัด ด้วยหน่วยการเคลื่อนไหวแบบไดนามิก (DMU), ความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างน้ำแข็งมวลและ floater ก่อนผลกระทบและภาพบางส่วนจากบันทึกวิดีโอของการทดสอบ เปรียบเทียบที่ระบุว่า วิธี FSI yields ผลลัพธ์ที่ดีกว่าสำหรับการเคลื่อนไหวของ floater เช่น การเร่งความเร็วของผนัง floater เกิดจากผลกระทบของน้ำแข็งมวลและความเร็วสัมพัทธ์ได้ในข้อตกลงที่ดีสมเหตุสมผลมีการทดลองวัด นอกจากนี้ยังพบว่า วิธี CAM เร็ว แต่คาดว่า แรงติดต่อสูงขึ้นสูงสุดและพลังงาน dissipated ขึ้นในมวลน้ำแข็งกว่าในวิธี FSI

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

คงเพิ่มมวล (CAM) วิธีการและการปฏิสัมพันธ์ของเหลวโครงสร้าง (FSI) วิธีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการจำลองเรือเรือและเรือน้ำแข็งชน ในวิธีลูกเบี้ยวผลอุทกพลศาสตร์ของน้ำโดยรอบจะถือว่าเป็นมวลเพิ่มอย่างต่อเนื่องในขณะที่วิธีการ FSI การไหลของของเหลวโดยรอบเป็นแบบจำลองอย่างชัดเจน วัตถุประสงค์ของกระดาษคือการเปรียบเทียบทั้งสองวิธีการและจะอธิบายสาเหตุของความแตกต่างของผลที่ เราถือว่าการปะทะกันระหว่างมวลน้ำแข็งน้ำจืดและเหล็กโครงสร้างลอย สำหรับวิธีการทั้งสองแบบจำลองเชิงตัวเลขได้ดำเนินการกับซอฟต์แวร์ LS-DYNA พฤติกรรมของมวลน้ำแข็งเป็นรูปแบบโดยใช้เกณฑ์ผลผลิตไข่และความดันขึ้นอยู่กับเกณฑ์ความล้มเหลวตามสายพันธุ์ เพื่อให้แน่ใจว่าพฤติกรรมน้ำแข็งเหตุผล, รุ่นน้ำแข็งได้รับการสอบเทียบการใช้แนวโน้มทั่วไปที่พบในห้องปฏิบัติการและในแหล่งกำเนิดการทดสอบเยื้องให้ความสำคัญกับน้ำแข็งในห้องปฏิบัติการปลูกและรูปแบบของเหลวใน LS-DYNA ถูกตรวจสอบโดยการเปรียบเทียบเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์มวลสำหรับ ร่างกายทรงกลมและบล็อกสี่เหลี่ยมที่มีผล WADAM ที่สอดคล้องกัน ในการตรวจสอบและมาตรฐานการจำลองเชิงตัวเลขข้อมูลการทดลองการโต้ตอบน้ำแข็งโครงสร้างในน้ำถูกนำมาใช้รวมทั้งการเร่งความเร็วของผนังลอยวัดกับหน่วยการเคลื่อนไหวแบบไดนามิก (DMU) ความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างมวลน้ำแข็งและลอยก่อนผลกระทบ และภาพบางส่วนที่สกัดได้จากการบันทึกวิดีโอของการทดสอบ การเปรียบเทียบพบว่าวิธีการ FSI ให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าสำหรับการเคลื่อนไหวของลอยคือการเร่งความเร็วของผนังหลักลอยที่เกิดจากผลกระทบมวลน้ำแข็งและความเร็วสัมพัทธ์อยู่ในข้อตกลงที่ดีพอสมควรกับการทดลองวัด นอกจากนี้ยังพบว่าวิธี CAM ได้เร็วขึ้น แต่คาดการณ์แรงติดต่อสูงสุดที่สูงขึ้นและกระจายพลังงานมากขึ้นในมวลน้ำแข็งกว่าในวิธี FSI

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

คงเพิ่มมวล ( CAM ) และวิธีการปฏิสัมพันธ์โครงสร้างของเหลว ( FSI ) วิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อจำลองเรือเรือและเรือน้ำแข็งการชนกัน ในแคมวิธีผลดัชนีของรอบน้ำถือว่าเป็นค่าคงที่มวลเพิ่มส่วนในรอบการไหลของของไหลแบบ FSI ซึ่งเป็นอย่างชัดเจน . วัตถุประสงค์ของกระดาษเพื่อเปรียบเทียบสองวิธีและอธิบายสาเหตุของความแตกต่างในผลลัพธ์ที่ได้ เราพิจารณาเห็นว่าการปะทะกันระหว่างมวลน้ำแข็งน้ำจืดและแบบโครงสร้างเหล็ก ทั้งวิธีการจำลองเชิงตัวเลขแสดงกับ ls-dyna ซอฟต์แวร์ พฤติกรรมของมวลน้ำแข็งเป็นรูปซึ่งใช้เกณฑ์ผลผลิต และสายพันธุ์ความดันขึ้นอยู่กับความล้มเหลวเกณฑ์ตาม เพื่อให้แน่ใจว่าพฤติกรรมน้ำแข็งมีเหตุผล , น้ำแข็งรูปแบบการปรับแนวโน้มทั่วไปที่พบใน ห้องปฏิบัติการ และการทดสอบควบคู่เยื้องกับเน้นปฏิบัติการเติบโตแข็งและรูปแบบของเหลวใน ls-dyna ถูกตรวจสอบความถูกต้องโดยการเปรียบเทียบมวลเพิ่มเท่ากับร่างกายทรงกลมและบล็อกสี่เหลี่ยมที่มีผล wadam ที่สอดคล้องกัน เพื่อตรวจสอบและมาตรฐานการจำลองเชิงตัวเลข ผลการทดลองบนน้ำแข็งโครงสร้างปฏิสัมพันธ์ในน้ำใช้ รวมถึงการเร่งความเร็วของคนหลักลอยกำแพงวัดด้วยหน่วยการเคลื่อนไหวแบบไดนามิก ( อย่าอยู่ ) เทียบความเร็วระหว่างมวลน้ำแข็งและคนหลักลอยก่อนผลกระทบและภาพบางภาพที่สกัดจากการบันทึกวิดีโอของการทดสอบ จากการเปรียบเทียบพบว่า ผลผลิตผลลัพธ์ที่ดีกว่าสำหรับ FSI วิธีการเคลื่อนไหวของ floater คือการเร่งความเร็วของคนหลักลอยผนังที่เกิดจากมวลน้ำแข็งของผลกระทบและความเร็วสัมพัทธ์อยู่พอสมควร มีความสอดคล้องกับขนาดทดลอง นอกจากนี้ยังพบว่าแคม วิธีเร็วขึ้น แต่คาดการณ์ยอดสูงกว่าแรงสัมผัส และกระจายพลังงานในมวลน้ำแข็งกว่าใน FSI วิธี