Numerical simulations of sloshing waves in vertically excited square tank by improved MPS method
Numerical simulations of sloshing waves in vertically excited square tank by improved MPS method
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改进MPS法对垂直激励方形水箱晃荡波的数值模拟
DOI：
10.1007/s42241-022-0008-5
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发表时间：
2022-02
影响因子：
2.5
通讯作者：
Wan Decheng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang Guanyu;Zhao Weiwen;Wan Decheng
法拉第波是部分装满的储罐在升沉运动中产生的晃动现象，也称为参数不稳定或参数共振。本文采用运动质点半隐式(MPS)方法对纯垂荡激励方形储罐中的法拉第波现象进行了数值模拟。在数值模拟中，考虑了表面张力效应和压力泊松方程的一个新的Dirichlet边界条件，以避免粒子的非物理破碎和聚集。在数值模拟中，可以观察到法拉第波的演化以及法拉第波的非线性和破碎现象。结果表明，无论是幅值还是相位，都符合得很好对激励频率和强迫幅值等参数进行了研究，分析了共振响应的机理。
Faraday wave is a phenomenon of sloshing due to a heave motion of a partially filled tank,which is also called parametric instability or parametric resonance.In the present paper,the phenomenon of faraday wave in a pure heave excited square tank is numerically simulated through the moving particle semi-implicit (MPS) method.The surface tension effect and a new Dirichlet boundary condition for the pressure Poisson equation are considered to avert unphysical fragmentation and clustering of particles in splash simulation.In the numerical simulation,the evolution of wave motion,and the non-linearity together with breaking phenomenon of faraday wave can be observed.The agreement is good in general,both amplitude and phase.Besides,the parameter studies including the excitation frequency and the forcing amplitude are carried out to analyses the mechanism of resonances response.
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