輪船造好之后，有幾種常見的下水方式，出于尺寸或結構強度的考慮，采用不同的方式，小一點輪船的可能會被機械吊起放到水中，大號的通常會“踩著氣囊”滾到水中，或者沿著斜坡滑到水里，再大些的巨輪需要靠船塢。

常見的輪船下水方式

輪船側滑式下水

在以上的幾種下水方式中，側滑式下水看起來最震撼、非常壯觀，龐大的輪船像是被一只大手推下水的玩具。

側滑式下水原理比較簡單，輪船首先被固定在斜坡上，下水時解除固定，然后在重力的作用下，船體沿著斜坡上的橫向滑道下滑，側向翻落到水中，再依靠浮力將船身扶正，最終漂浮在水中。

雖然實現起來比較簡單，但采用側滑式下水會產生一系列的技術難題，首當其沖的是結構強度問題，尤其是萬噸級的重型輪船，側滑式下水過程中振動和沖擊問題嚴重，對船體的剛強度要求很高，否者非常容易引起變形或損壞。

另外一個是側翻問題，要保證輪船側滑入水之后，翻轉角度控制在安全范圍內，這個問題可以通過仿真手段來進行預測和改進。

工程模擬中多采用Flow-3D或XFlow來解決這類問題，當然我們用Abaqus中的SPH或CEL也可實現這種分析，下面分享一個SPH技術在輪船側滑式下水模擬中的應用案例。

考慮結構變形的流固耦合問題計算量巨大，假設輪船強度足夠，我們只關心上述問題中的側翻現象，以下的模型里面，輪船的殼單元被約束為剛體，在質心位置定義輪船的質量、轉動慣量；滑道部分也做了簡化，采用楔形墊塊，隨船體滑入水中后下沉水底；采用SPH粒子來模擬水，通過定義拉格朗日單元轉換實現SPH粒子建模，水域尺度為196×58×28m，父單元尺寸0.8m，SPH粒子總數約65W，i7-8線程32G家用電腦運行時長28小時。

側滑式下水Abaqus SPH仿真

最大側翻角度約為20°

側翻角速度

質心位移量

該模型目前存在問題：

1、SPH粒子數目較少，船體入水時激起的波浪中沒有出現明顯的水花，對于這種尺度的水域，SPH粒子數至少是百萬量級，水花才能較好的模擬出來。

2、從計算出的側翻角度和角速度來看，初次回到平衡位置之后的往復擺動角度不大，與現實中輪船會明顯地往復幾次的現象不符，我認為這是轉動慣量設置不當的緣故，這幾個參數是我按照空殼輪船尺寸以及質量設定的，沒有考慮實際輪船上的其他附加質量，通過調整下圖中的質心參數，把轉動慣量I11調大一點應該就會出現往復擺動。

質心參數

最近關于船體的流固耦合問題比較多，還有水中的船體撞擊什么的，這類模擬不管你用什么工具，較大的計算量總歸是避免不了的。最后，上面這個案例并不復雜，只是算起來很費電，建模也沒啥技術含量，文末送一下福利，方便感興趣的朋友交流技術問題，建議可以調用HPC的童鞋們建議修改inp文件中的關鍵字*Section Controls下的PPD參數，調整拉格朗日單元等參方向上生成的粒子數目，以轉換更多SPH粒子，來模擬水花濺起的效果，普通計算機運行謹慎修改。

等待疫情全面結束

目前國內疫情防控形勢持續向好，但境外呈擴散蔓延態勢，全球形勢依然嚴峻，國內各地的抗疫成果是默默無聞的英雄和天使們的犧牲換來的，來之不易，需要堅決維護和鞏固。

USim去年計劃在今年3月舉辦的流固耦合培訓（主辦方：技術鄰）自然也必須延期，課程計劃和大綱如下，有需求的朋友可以先聯系我（此公眾號菜單欄右下角）或技術鄰客服（微信號jishulink888）進一步咨詢或提前報名，我們早做準備，等疫情全面結束之后就可以開課了。

表1-Abaqus通用技術培訓

表2-第三期流固耦合專題課程大綱

表3-課程安排

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---本文案例inp文件---

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