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近岸建筑物三维波浪力数值分析中的有限元-无限元方法 总被引：1，自引：0，他引：1
本文研究了三维情况波浪力数值分析中的有限元-无限元方法。建议采用一种新的三维无限单元,推导了这种单元的有关公式。设计了适用于具有复杂外形的近岸建筑物波浪力分析的计算机程序。算例结果表明,用本文方法的计算结果与理论解吻合得很好,在相同精度下与其他方法比则计算工作量小. 相似文献
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比例边界有限元法(SBFEM)是一种半解析的数值方法,比完全数值方法具有更高的精度,该方法结合了有限元和边界元的优点,采用相对少的剖分单元就可以得到较高精度的模拟结果。通过改变有限子域内部比例中心的位置,使这种方法可以应用到多种形式浮体在波浪作用下的水动力特性的计算中。同时还给出了各种形式浮体的波浪力及反射、透射系数的数值结果,并与边界元方法(BEM)计算结果和特征函数展开方法得到解析解进行了比较,均吻合良好。研究表明比例边界有限元不仅可以计算矩形的浮体结构,而且对于多种结构形式的浮体都可以计算,这为多种结构形式浮体的水动力分析提供了一个可行的方法。 相似文献
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基于粘性流模型的筒型基础防波堤波浪力数值分析 总被引：3，自引：0，他引：3
筒型基础防波堤是一种新型港口海岸工程结构,其基础上部是由连续排列的圆筒构成的直立防浪墙.采用粘性流数值模型,研究连续圆筒防波堤上波浪力竖向分布、水平(沿圆筒环向)分布和波浪力合力特性,并对粘性流数值模型计算的平面直墙波浪力与海港水文规范方法计算结果;粘性流数值模型计算的连续圆筒墙面波浪力与平面直墙波浪力;无限长连续圆筒墙面波浪力与有限长连续圆筒墙面波浪力进行比较分析.针对所选工程算例,建议按<海港水文规范>中平面直墙波浪力计算方法确定连续圆筒防波堤上的波浪力时,波峰时考虑0.90左右的折减系数,波谷时考虑0.95左右的折减系数. 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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潜型水平板水动力特性的数值研究 总被引：4，自引：0，他引：4
运用数值解析方法研究一个位于自由水面下的水平、刚性薄板的水动力特性。这种水平板可作为一种固定式浮型防波堤使用。假定流体为势流，波浪为线性时间谐波，利用格林定理，可将拉普拉斯控制方程简化为第二类Fredholm积分方程。采用线性分布的不连续单元，通过边界元法，可建立求解薄板源强分布的一组线性代数方程组，引入三维格林函数计算各个基本单元，并由积分方程直接求得附加质量，阻尼力和散射力。结果发现当板非常接近自由表面时，在一定频率范围内，附加质量为负值。本文另一主要特点是引入了GMRES快速迭代算法，这种算法可大量节省计算机内存，计算单元数高达数千个并且具有良好的收敛特性。 相似文献
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修正型缓坡方程的有限元模型 总被引：1，自引：1，他引：0
与缓坡方程相比,修正型缓坡方程增加了地形曲率项和坡度平方项,从而提高了数值求解的复杂性。本文将计算域划分为内域和外域,内域为水深变化区域,使用修正型缓坡方程,其中的地形曲率项和坡度平方项可用有限单元各节点的水深信息和单元插值函数表示,外域为水深恒定区,速度势满足Helmholtz方程,通过内外域的边界匹配建立有限元方程,并用高斯消去法求解。进而分别模拟了波浪传过Homma岛和圆形浅滩的变形,其结果与相关的解析解和实验数据吻合良好,证明了本文有限元模型的正确性。同时,通过与实验数据的对比也明显看出,在地形坡度较陡的情况下,修正型缓坡方程较缓坡方程具有更高的计算精度。 相似文献
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消除"不规则频率"的非连续高阶元方法 总被引：2，自引：0，他引：2
针对使用边界元法计算波浪与结构物相互作用时所出现的“不规则频率”现象，采用连续高阶元和部分非连续高阶元对通过修改积分区域所获得的边界积分方程进行离散，有效地消除了“不规则频率”现象的发生。波浪作用下的截断圆柱所受到的水平波浪力和垂向波浪力的数值计算结果验证了该方法的有效性，同时考虑了非连续单元配置点的选择及单元划分数目对消除效果的影响。 相似文献
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依据波浪力成因和作用效果的不同,将波浪力分为两部分(Morisson 波浪力和 Inundation波浪力)讨论.对于两种波浪力中的非线性拖曳力项,采用高次多项式逼近,结合高斯型统计量高阶矩计算原理、相关函数、变换法和单输入多输出系统的互谱关系,预测海流海浪联合作用下的海洋平台响应谱的理论形式,求得总波浪力谱以及平台响应谱.在Inundation模态力的相关函数推导过程中,考虑海流影响时,惯性力项与拖曳力项的相关函数总和为0,这一结果与不考虑海流影响时的结果相同. 相似文献
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利用有限元方法求解双曲型缓坡方程 总被引：4，自引：1，他引：4
本文提出了一种双曲型缓坡方程的有限元计算方法 ,在建立有限元积分方程时通过在造波线处加入脉动源项来实现内部造波 ,并在开边界处利用阻尼层吸波 ,减少了在边界处由于数值处理引起的误差。数值计算结果与实测值吻合良好。本方法可用于大区域波浪场的计算中 相似文献
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无限水深聚焦波完全非线性数值模拟 总被引：1，自引：1，他引：0
基于势流理论提出一种新的高阶边界元方法对无限水深的聚焦波浪进行完全非线性数值模拟.自由水面满足完全非线性边界条件,模拟波浪的非线性效果可以达到更高阶.利用镜像原理,建立一种全新的格林函数应用到无限水深的数值波浪水槽中,以致于两无限深水槽侧壁的积分可以被排除.为了产生相应的入射波和吸收出流波浪,一个由点源组成的造波装置被布置于计算域内,同时人工阻尼层被用来吸引出流波浪,由波浪聚焦的方法得到极限波浪.通过开展线性和完全非线性聚焦波浪的数值实验及与理论解对比,验证本数值模型可以用来模拟无限深水域的极限波浪,且在出流边界没有反射. 相似文献
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本文应用积分方程和时间步进法,考虑了在以流函数理论为基础的非线性规则波作用下,方形墩柱结构上的非线性波浪力和力矩。已有的一些结果表明本文计算值与一些实测结果吻合良好。文章给出了一些可供一般工程设计参考数值计算结果和经验公式。 相似文献
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浅水区圆柱墩群上的非线性波浪力 总被引：1，自引：0，他引：1
本文基于一阶近似椭圆余弦波理论研究了浅水区非线性波浪对圆柱墩群的绕射作用,推得了计算圆柱墩群上的非线性波浪力的计算公式。为验证所得的理论成果,在大连理工大学沿岸工程国家重点实验室的波浪槽内进行了模型试验,试验的波浪范围,其特征波周期T(g/d)~(1/2)=8.08～22.86,特征波高H/d=0.1～0.45.理论计算结果与试验结果吻合良好.研究表明,浅水区圆柱墩群上的非线性波浪力较之通常采用线性波理论的计算结果为大,其增大值随波浪非线性的增强而增大,可达相当大的数值。在本文计算和试验的范围内,最大可增大至4倍以上。建议当T(g/d)~(1/2)≥8时,应采用椭圆余弦波理论来计算波浪力。 相似文献
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海上重力式建筑物基底的渗压荷载 总被引：4，自引：0，他引：4
本文研究了怎样应用有限元方法求解在波浪场作用下海底三维渗流对海上重力式建筑物的作用荷载。提出了符合问题物理意义的H01(Kr)、exp(Kz)及H01(Kr)exp(Kz)等衰减类型的无限元的应用,采用有限元和无限元对整个渗流域进行数值模拟,在已知波浪场的情况下,求解建筑物底面上的渗流作用力。本文的结果表明,海上大型重力式建筑物基底上的渗压荷载是一项不容忽视的设计荷载。欲全面地考虑海洋建筑物的环境条件及完善与之相适应的设计条件,就必须考虑建筑物底部的渗流作用问题。 相似文献
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桶形基础受负压作用下沉时,基础与地基土体之间产生相互作用。为了合理地模拟２种不同材料之间的相互作用,将有限元、无限元、接触单元耦合的数值计算方法引入到桶形基础与土壤相互作用的强度分析中,并将用该方法得到的计算结果与模型试验比较。其中,接触单元考虑结构与土壤之间的错动滑移及拉裂;而无限元可有效地反映地基土体无限域的远场效应。 相似文献
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桶型基础是一种新型的海洋基础结构型式，在负压作用下的下沉过程中，桶型基础结构与地基产生了相互作用，考虑结构与土壤的相互作用的强度分析为桶型基础的设计提供依据，本文将有限元－无限地－接触元相耦合的线性数值分析方法引入桶型基础的结构与土壤之间的相互作用的强度分析，采用接触单元考虑结构与土壤之间的错动滑移及拉裂，采用无限元更有效地反映地基无限域的远场效应，还推导出三节点，七节点，八节点三种新形式的单向无限地坐标映射函数，应用该方法的计算结果与模型试验结果比较，取得较好的效果。 相似文献
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