近二十年来，无网格法发展迅速，如今无网格法已经发展到十几种无网格方法，张 雄等[2]撰写的《无网格法》。在这十几种网格中，它们主要的差别在于选择的近似方法

（移动最小二乘法、重构核近似、单位分解法、核函数、径向基函数等），以及离散方

案（配点法、Galerkin 法、最小二乘配点法等）不同，如：采用移动最小二乘法和配 点法的有限点法（FPM）、采用重构核近似和配点法的无网格配点法（PCM），以及采用 核函数、配点法的光滑质点流体动力学（SPH）和移动粒子半隐式法（MPS）等。既然无 网格法对流体流动具有广泛的适用性，本次课题研究主要是想运用移动粒子半隐式法

（Moving Particle Semi-Implicit Method，即 MPS）来模拟船舶舷侧破损泄漏的过程。 该方法是近二十年才兴起的无网格法，受到许多学者的关注，应用的范围广泛，从最初 在核能领域的应用到如今在海洋工程和流体力学等许多方面。MPS 法着眼于跟踪粒子的 运动学、动力学变化的过程，该方法使用粒子取代了传统方法中的网格，属于全拉格朗 日法无网格法的范畴，用粒子与其周围粒子之间的关系取代了传统方法中的差分项利 用，粒子数密度的变化来识别自由表面。MPS 严格意义上来说算是 SPH 的一种方法，在 对边界条件处理、近旁粒子搜索等方面有许多共同点。主要区别在于 MPS 是对控制方程 进行算子分裂，结合动量守恒方程和连续方程得到压力泊松方程求解矩阵方程得到压 力。更加适合对不可压缩流体的模拟。本次课题研究的目的是基于移动粒子半隐式法论文网

（MPS）研究发生液货船发生泄漏时，对泄漏过程进行模拟，得出泄漏过程的一般性规 律。为船型和液货舱结构在控制泄漏方面做出优化，为船舶泄漏的研究提供理论参考。

 1。2 国内外研究现状

1。2。1 基于 MPS 方法的国内外研究现状

1。2。2 基于液货泄漏的国内外研究

1。2。3 存在的问题

1。3 本文的工作内容

基于 MPS 法对不可压缩流体的模拟的巨大优势，广泛的适用性以及有关船舶泄漏的 数值模拟较为缺乏的缘故，论文有针对性的提出了将移动粒子半隐式法用于模拟静止海 面上船舶舷侧液货泄漏的数值模拟。论文的主要工作内容如下所示：

首先，调研收集分析有关资料，总结分析基于移动粒子半隐式法即 MPS 法以及液货 泄漏的研究及现状。

然后，提供船舶主尺度及计算程序等条件，基于破损位置、破损尺寸以及吃水位置 等因素来研究。计算出船舶最终的初始泄漏速度，并可以得出每一时刻的溢油量，精确 的模拟出泄漏过程及运动轨迹。

最后，利用 Tecplot 软件进行处理，分析并总结舷侧破损液货泄露过程的影响因素 和特性。

1。4 论文的组织结构

本文的内容安排如下：

第一章绪论，介绍基于 MPS 法模拟船舶泄漏的目的和意义，国内外研究现状以及本 文进行的研究内容介绍。

第二章，对 MPS 法数值模拟的理论基础，计算模型进行介绍。 第三章，详细的研究了不同因素推泄漏的影响。分别是破口位置、破口大小以及内

外液面差对船舶初始泄漏速度的影响。并利用 Tecplot 软件进行处理，分析并总结相关 规律。

第四章，总结全文，得出结论。

第二章 MPS 法的数值模型

本章将介绍 MPS 法的理论介绍和模型建立。

MPS 法具有较广泛的适用性，使得较多研究围绕着 MPS 法，并在许多领域中得到应 用。MPS 法是采用完全拉格朗日描述的，遵循质量守恒定律和动量守恒定律。并且不需 要离散对流项，避开了因对流项的离散，而产生的数值扩散。通过权函数的引入将流体 控制方程中的微分算子转换成为粒子间的相互作用模型[25]。与传统的网格法比较，无网 格 MPS 法有以下几点优势：