共查询到20条相似文献，搜索用时 328 毫秒
1.
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
2.
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
3.
一种新的波浪变形三维数值模式──0-1混合型边界元 总被引：4，自引：0，他引：4
为提高边界元法模拟三维波场波浪变形的数值计算精度,借鉴常数元和线性元剖分方式、波势函数及波势函数法向导数对单元节点设定的各自适应性,提出了一种新的单元剖分模式──0-1混合型边界元,以控制和减缓由于计算误差累计而造成的波浪数值计算上的“横向振动”,借此结合边界元法的分区模式可实现较大范围的波场线性波浪变形计算,并为时域内的波浪非线性变形计算提供时间步长的数值保证. 相似文献
4.
5.
系泊船非线性波浪力时域计算: 二维模型 总被引：6，自引：1，他引：6
为找到具有工程实用价值的港口系泊船波浪力的时域计算方法,建立了在港口中存在系泊船时非线性波浪力时域计算的垂直二维耦合模型:用Boussinesq方程计算船的两侧的外域,用欧拉方程计算船底面下的内域,两域在交界面处的连接条件是流量连续和压力相等.将复平面内的边界元方法应用于所研究问题,对耦合模型进行了验证.进行了相关模型实验,实验结果与数值计算结果比较表明这两种数值计算模型都具有满意的精度,但耦合模型的计算效率要远远高于边界元方法的计算效率.本耦合模型的数学处理简单,可适用于工程计算. 相似文献
6.
采用二阶时域理论对非线性波浪在任意三维物体周围的绕射问题进行了研究，对自由表面边界条件进行Taylor级数展开，应用摄动展开可以建立相应的边值问题，而且此边值问题的计算域不随时间变化，运用基于B－样条的边界元方法求解每一时刻的波浪场，二阶自由表面边界条件在时间上进行数值积分，在自由表面加了一个人工阻尼层以避免波浪的反射，速度势分解为已知的入射势和未知的散射势，初始条件采用二阶Stokes波浪场，通过加入物体表面边界条件，得到散射势在时间和空间上的发展，本文对圆柱所受规则波的二阶波浪力和波浪爬高进行了计算，数值结果表明此理论计算准确，效率高，数值稳定。 相似文献
7.
《中国海洋大学学报(自然科学版)》2016,(12)
以Navier-Stokes方程为控制方程,使用VOF方法追踪自由液面,由连续性方程和动量方程推导出源函数。基于非线性波浪理论和UDF对FLUENT进行二次开发,在数值水槽的各个功能区将不同的源项添加到动量方程中,实现动量源造波和消波的功能。此法可以有效地消除波浪在水槽出流边界的反射及波浪遇到结构物后在入射边界形成的二次反射,从而得到稳定的波动场。本文将这种方法应用于直墙防波堤上波浪压力的数值模拟,分析了造波和消波的有效性,对直立式防波堤波浪力进行了数值研究。为了得到更精确的结果,采用结构化网格和非结构化网格相结合,在直墙防波堤附近使用三角形网格,在其他区域使用四边形结构化网格,为了较好地捕捉自由液面,在液面上下一个波高的范围内对网格进行加密。将计算结果与二阶stokes波理论解进行对比,该方法计算结果与理论解一致,表明该方法能够产生历时较长的稳定的非线性规则波浪,能够很好地吸收波浪遇到建筑物产生的反射波,可以有效消除建筑物反射波的影响,为实际工程方案的设计提供参考,有较高的实用价值。通过计算得到极端高水位,设计高水位,设计低水位时候的各个测点的最大正向波压力和最大负向波压力,并将计算结果与物理模型试验数据和经验公式结果进行对比,结果吻合较好。并且由于该数值方法可以考虑防波堤迎浪面不同倾角的工况,其适应范围比经验公式范围更广,因此可以为海岸结构设计提供依据。 相似文献
8.
在快速模拟波浪运动的谱方法基础上,引入造波边界,建立了模拟波浪产生和运动的二阶计算模型。采用摄动展开方法简化了带有造波边界的水波运动问题,将速度势分解,得到了满足造波边界和自由面边界的速度势的一般解,运用快速Fourier变换和时间积分,建立了模拟波浪产生和运动的数学模型。基于该模型,采用不同的数值造波条件,模拟了波浪的产生问题;考虑了波浪的初始运动问题;通过把数值结果与物理实验的比较,验证了波浪计算模型的有效性。 相似文献
9.
波浪漫滩是近岸波浪的小尺度运动,在实际海域的波生流数值计算中通常被忽略。本文基于Boussinesq方程的FUNWAVE模式,分别采用波浪漫滩边界、固壁边界、海绵边界进行Haller波浪港池物理模型实验的数值模拟,比较三种边界计算结果与实验观测数据的误差,检验波浪漫滩边界对波生流数值计算的影响;然后设计了多种周期、波高的波生流数值模拟试验,分析多种波浪入射条件下波浪漫滩边界对近岸波生流数值计算的影响。结果表明,波浪漫滩对邻近区域波生流有明显影响,漫滩边界下的波生流计算结果更接近实验观测值,在近岸波生流数值模型中引入波浪漫滩边界可以提高波生流计算精度。 相似文献
10.
11.
Zuo Qihua Yao Guoquan Ding Bincan
Senior Engineer Nanjing Hydraulic Research Institute Nanjing
Professor Senior Engineer Nanjing Hydraulic Research Institute Nanjing
Engineer Nanjing Hydraulic Research Institute Nanjing 《中国海洋工程》1994,(4)
After modifying the basic computation model made by Panchang (1988), the error vector propagation (EVP) method has been adopted to compute the combined effects of water wave refraction and diffraction in the presence of reflection boundary. The results show that the present method is successful in restraining the noise in Panchang's solution. Compared to other numerical methods for the mild-slope wave equation, EVP method can both consider the influence of reflection and save computer memory and computing time. 相似文献
12.
Based on the Rankine source, this paper proposed a time-domain method for analyzing the three-dimensional wave–structure interaction problem in irregular wave. A stable integral form of the free-surface boundary condition (IFBC) is employed to update the velocity potential on the free surface. A multi-transmitting formula, with an artificial wave speed, is used to eliminate the wave reflection for radiation condition on the artificial boundary. An effective multi-transmitting formula, coupled with damping zone method, is further used to analyze the irregular wave diffraction at the artificial boundary. We investigate hydrodynamic forces on floating structure and compare our solution to the frequency-domain solution. It is shown that long time simulation can be done with high stability and the numerical results agree well with the solution obtained under the frequency domain. The efficiency of the proposed multi-transmitting formula and the coupled methods for radiation boundary make them promising candidates in studying the irregular water wave problem in time domain. 相似文献
13.
The scaled boundary finite element method （SBFEM） is a novel semi-analytical technique combining the advantage of the finite element method （FEM） and the boundary element method （BEM） with its unique properties. In this paper, the SBFEM is used for computing wave passing submerged breakwaters, and the reflection coeffcient and transmission coefficient are given for the case of wave passing by a rectangular submerged breakwater, a rigid submerged barrier breakwater and a trapezium submerged breakwater in a constant water depth. The results are compared with the analytical solution and experimental results. Good agreement is obtained. Through comparison with the results using the dual boundary element method （DBEM）, it is found that the SBFEM can obtain higher accuracy with fewer elements. Many submerged breakwaters with different dimensions are computed by the SBFEM, and the changing character of the reflection coeffcient and the transmission coefficient are given in the current study. 相似文献
14.
A time-domain method is applied to simulate nonlinear wave diffraction around a surface piercing 3-D arbitrary body. The method involves the application of Taylor series expansions and the use of perturbation procedure to establish the corresponding boundary value problems with respect to a time-independent fluid domain. A boundary element method based on B-spline expansion is used to calculate the wave field at each time step, and the free surface boundary condition is satisfied to the second order of wave steepness by a numerical integration in time. An artificial damping layer is adopted on the free surface for the removal of wave reflection from the outer boundary. As an illustration, the method is used to compute the second-order wave forces and run-up on a surface-piercing circular cylinder. The present method is found to be accurate, computationally efficient, and numerically stable. 相似文献
15.
淹没矩形防波堤透反射系数特性研究 总被引：2，自引：1，他引：2
采用解析方法研究了斜向入射波作用下淹没矩形防波堤的透反射系数特性.首先利用特征函数展开法导出了绕射势函数的分析解和透反射系数的计算公式,然后利用边界元方法验证了解析解,在此基础上利用解析解分析了若干工况下的防波堤透反射特性.计算结果表明,淹没矩形防波堤截面的宽度、高度和相对位置以及入射角的改变都不同程度影响反射系数和透射系数.在中等深度条件下,对于一定频率的波浪,位置和尺寸适当的淹没矩形堤可以反射大部分斜向入射波.研究结果对设计淹没的矩形防波堤具有重要的参考价值. 相似文献
16.
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
17.
A composite numerical model is presented for computing the wave field in a harbor. The mild slope equation is discretized by a finite element method in the domain concerned. Out of the computational domain, the water depth is assumed to be constant. The boundary element method is applied to the outer boundary for dealing with the infinite boundary condition. Because the model satisfies strictly the infinite boundary condition, more accurate results can be obtained. The model is firstly applied to compute the wave diffraction in a narrow rectangular bay and the wave diffraction from a porous cylinder. The numerical results are compared with the analytical solution, experimental data and other numerical results. Good agreements are obtained. Then the model is applied to computing the wave diffraction in a square harbor with varying water depth. The effects of the water depth in the harbor and the incoming wave direction on the wave height distribution are discussed. 相似文献
18.
A composite numerical model is presented for computing the wave field in a harbor. The mild slope equation is discretized by a finite element method in the domain concerned. Out of the computational domain, the water depth is assumed to be constant. The boundary element method is applied to the outer boundary for dealing with the infinite boundary condition. Because the model satisfies strictly the infinite boundary condition, more accurate results can be obtained. The model is firstly applied to compute the wave diffraction in a narrow rectangular bay and the wave diffraction from a porous cylinder. The numerical results are compared with the analytical solution, experimental data and other numerical results. Good agreements are obtained. Then the model is applied to computing the wave diffraction in a square harbor with varying water depth. The effects of the water depth in the harbor and the incoming wave direction on the wave height distribution are discussed. 相似文献
19.
20.
多消浪室局部开孔沉箱防波堤反射特性的迭代解析研究 总被引：1，自引：0，他引：1
基于势流理论，对多消浪室局部开孔沉箱防波堤的反射特性进行解析研究。研究中采用开孔墙处的二次压力损失边界条件，可以直接考虑波高对于开孔墙处能量损失的影响。利用匹配特征函数展开法和迭代方法得到当前问题的解析解。收敛性验证表明，迭代计算和级数解均具有良好的收敛性。该解析解的计算结果与分区边界元的数值计算结果一致，并且与已有的试验结果符合良好。通过算例分析，研究开孔沉箱防波堤反射系数的主要影响因素。结果表明：与单消浪室开孔沉箱防波堤相比，多消浪室开孔沉箱防波堤可以在更宽的波浪频率范围内保持低反射；增大开孔墙的开孔率，有利于降低多消浪室开孔沉箱防波堤的反射系数；当开孔墙的开孔率沿着入射波方向依次递减时，多消浪室开孔沉箱防波堤的反射系数较小。本文所建立的解析模型简单可靠，可用于工程初步设计中分析开孔沉箱防波堤的水动力性能。 相似文献