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模拟了带有脐带缆的潜水器(ROV)的强非线性流体动力学性能,由于ROV的前进速度与其它方向的运动速度为同一数量级,与传统的潜艇有重要的区别。潜艇中常用的按前进航速线性化处理的技术不能有效地用于潜水器,必须保留其运动方程中尽可能多的非线性项进行模拟。潜器本体的运动模型必须考虑为六自由度,脐带缆的运动必须考虑为三维运动。中继平台的运动幅值,可能会接近甚至超过水面船的运动幅值,这会增加ROV进出坞的困难。缆力对流速比对水面波浪更敏感、对垂向激励比水平激励更敏感。即使是随机波浪激励,深水吊索张力也会具有一定的周期性。近水面时这种周期性消失,两端张力趋于同步。 相似文献
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漂浮于自由水面的污染物的的迁移、扩散会受到天然随机海浪的影响。之前的研究（以Herterich和Hasselmann（1982）为代表）普遍认为，随机波浪作用下的斯托克司漂移速度会引起水面污染物的离散，这个离散甚至有可能跟风和海流引起的离散同一量级。本研究就随机波浪作用下的斯托克司漂移速度是否会引起水面漂移物的离散进行理论和试验探讨。从理论推导可知，随机波浪下的质量输移速度是个定常分量，因此它不会随时间变化而引起水面漂移物的离散。随后我们在实验室水槽中进行了漂移物在随机波浪（P-M谱）作用下的漂移过程的测量。试验结果也印证了随机波浪作用下的斯托克司漂移速度不会引起水面漂移物离散的结论。 相似文献
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利用时域高阶边界元方法建立了模拟极限波浪运动的完全非线性数值模型,其中自由水面满足完全非线性自由水面条件.采用半混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶Runge-Kutta方法更新下一时间步的波面和速度势,同时应用镜像格林函数消除水槽两个侧面和底面上的积分.研究中利用波浪聚焦的方法产生极限波浪,并且在水槽中开展了物理模型实验,将测点试验数据与数值结果进行了对比,两者吻合得很好.对极限波浪运动的非线性和流域内速度分布进行了研究. 相似文献
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利用完全非线性数值波浪水槽技术研究水下平板与波浪的相互作用。假定水下平板厚度极薄、刚性,位于有限水深并且非常接近自由水面。应用四阶龙格库塔方法追踪每一时刻的波面形状,采用阻尼层来吸收反射波以保证算法的稳定性,同时引入平滑和重组的方法抑制自由表面控制点的较高梯度。通过对波浪与浮动圆柱相互作用的数值模拟证实了数值波浪水槽方法的有效性,计算结果与线性理论吻合良好。在波浪数值水槽方法中引入造波板模拟波浪产生并与水下平板发生相互作用,应用傅立叶解析方法对波面变形、波浪力作了分析。结果表明在板非常接近自由水面的情况下会表现出现很强的非线性,揭示了线性理论的局限性。 相似文献
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针对无限水深下波浪与二维水面物体相互作用问题,传统的波浪格林函数形式复杂、计算缓慢,为了提高计算效率和计算精度,将流域分为物体周围的内域及远离物体的外域,内域采用简单格林函数法,外域采用多极子展开方法,通过内外域边界匹配,耦合求解得到流域中任意一点的速度势,并可计算物体在波浪作用下的波浪激振力、附加质量、辐射阻尼及透射和反射系数。应用该方法计算了二维水面漂浮半圆和水面漂浮方箱的算例,数值计算结果表明,该方法可以方便、准确、快速地计算无限水深下波浪与任意漂浮物体的作用问题。 相似文献
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“海鳐”波浪滑翔器是我国自主研制的第 1 代波浪滑翔器产品,性能优异,可靠性高,已完成包括海洋环境观测、水下目标探测、跨域通信及信息传递等应用研究。在国家重点研发计划“无人无缆潜水器组网作业技术与应用示范”等领域项目的支持下,“海鳐”波浪滑翔器平台技术成熟度及应用研究上均得到进一步提升,为在我国在军事、海洋环境监测及海洋资源开发利用等领域的应用推广奠定了坚实的基础。介绍了“海鳐”波浪滑翔器在水下声学定位与跨域组网通信中的最新应用进展,总结了应用中的主要技术问题, 对波浪滑翔器装备未来的发展给出了新的研究方向。 相似文献
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江、河、湖、海水面的波浪对水上和岸边工程有巨大的冲击作用。也可造成船只的剧烈颠簸和振动。波浪对电磁波有复杂的散射作用,并对水中物质的扩散交换和泥沙运移产生重大影响等等。因此,在许多工程设计(如闸坝、湖岸加固,海底开发,海港、海岸工程)、船舶设计、航海保证及其它理论和实际问题中都需要确切的波浪资料。近20—30年来,各国已研制和采用了多种观测波浪的仪器和方法。主要可分为位于水上、水面附近和水 相似文献
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弧板式透空堤消浪性能影响因素数值研究 总被引：1，自引：0，他引：1
弧板式透空堤是由弧型板组成的新型防波堤结构。为探讨其透射系数的影响因素,利用Fluent软件基于N-S方程构建了波浪与板式透空堤相互作用的数值模型,讨论了相对潜深、入射波周期、相对波高、相对板宽和结构型式对透射系数的影响。结果表明:弧板式透空堤的透射系数随着相对波高和入射波周期的增大而增大,在静水面附近透射系数最小,尤以静水面和略高于静水面时的消浪效果最佳;在相同波浪要素条件下,静水面及其上0.02 m和0.04 m位置处,弧板式透空堤的消浪效果明显优于平板式透空堤。 相似文献
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提出了一种用于对不连续压力采样序列的傅立叶分析方法.此方法将周期函数展开成傅立叶级数,但在数值积分时取函数周期内有采样值的区间作为积分域,然后求解线性方程组得到傅立叶级数的系数值.为了检验本方法的有效性,利用此方法对解析函数进行了拟合,当一个周期内的取样时间大于1/2周期时,利用此方法能够得到满意的结果.利用实验方法研究了波浪作用下截断圆柱表面的压力分布.在波浪作用下静水面附近的测点在露出水面时没有压力值.利用所提出的傅立叶分析方法对略低于静水面位置的实测压力进行了分析,拟合结果与实测结果吻合很好,说明此方法在处理物理模型实验中间断采样得到的数据是有效的.利用数值方法对波浪压力进行了计算,并将一阶和二阶波压力的数值结果与实测值进行了比较. 相似文献
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波流调制效应是指海面非均匀流场产生的挤压和拉伸,进而导致海面局部小尺度波浪谱发生增强或削弱的效应,它是内波、海底地形、海洋锋面等多种海洋现象能被SAR等微波遥感手段观测到的重要物理机制。波流调制效应非常复杂,与海面风速、波浪谱、流场等因素都有关系,直接在海面上开展精确的实验测量非常困难,且重复性差,而在水槽内可以实现较为精确的测量和重复性。本文给出了在水槽实验室内基于线阵CCD同步获取水面波浪谱和流场的测量方法,克服了传统的传感器无法同步获取波浪谱和水面流场的缺点,并在分层流水槽内对孤立内波产生的非均匀流场的波流调制效应进行了观测。研究结果表明基于线阵CCD的测量方法是研究波流调制效应的有效手段,尤其适合对厘米/毫米波段小尺度波浪谱的波流调制效应的研究。此外,在波长小于3cm时波流调制模型的松弛率与经典模型的预测结果有较大出入,需要进一步深入研究。 相似文献
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利用Flow-3D建立三维数值波浪水槽,模拟波浪在不对称台阶地形上的传播。系统研究规则波作用下墩柱周围水流的流动特性,分析墩柱周围的瞬时速度场、涡量场以及KC值变化,不同相位时墩柱前、后水平流速分布情况。结果表明:波浪在台阶地形传播的过程中,墩柱迎水面的涡动结构不够明显;高涡量呈对称状聚集在墩柱的背水面,并形成一对旋转方向相反的涡结构;周期对KC值的影响比波高的影响要明显;墩柱迎水面水平方向流速变化较大,侧面水平流速变化最为剧烈,背面由于受到墩柱的掩护作用水平方向流速变化不大,在墩柱的正面和侧面竖向环流明显。 相似文献
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孤立波与带窄缝双箱相互作用模拟研究 总被引：1，自引：1，他引：0
针对孤立波与带窄缝双箱的作用问题,应用时域高阶边界元方法建立了二维数值水槽。其中,自由水面满足完全非线性运动学和动力学边界条件,对瞬时自由表面流体质点采用混合欧拉-拉格朗日法追踪,采用四阶龙格库塔法对下一时刻的自由水面的速度势和波面升高进行更新。采用加速度势法求解物体湿表面的瞬时波浪力。采用推板方法生成孤立波。通过模拟孤立波在直墙上的爬高以及施加在直墙上的波浪力,并与已发表的实验和数值结果对比,验证本数值模型的准确性。通过数值模拟计算研究了窄缝宽度、方箱尺寸对波浪在箱体迎浪侧爬高,窄缝内波面升高,箱体背浪侧透射波高及箱体受波浪荷载的影响。同时研究了有一定时间间隔的双孤立波与带窄缝双箱系统作用问题。 相似文献
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分层流体中细长体波浪力的数值计算 总被引：3，自引：0，他引：3
利用边界元法计算了层化流体中细长体受到的一阶垂荡波浪力和一阶纵摇波浪力矩，计算了近水面细长体的波浪力及力矩，与水池实验结果相吻合。 相似文献
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潜水器作为一种深水作业,必不可少的技术工具,是随着近代海洋开发特别是海底油气资源开发迅速发展起来的。目前全世界有各种民用的潜水器近400艘,与1970年相比数量增长近六倍,特别是遥控无人作业潜水器发展更为迅速,已成为当前潜水器发展的主流。一、潜水器的种类目前在世界各海域工作的潜水器种类繁多,归纳起来基本上有两大类,即:载人潜 相似文献