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本文给出有限水深二维物体二阶绕射势在外域中的解析表达式，从而准确满足二阶绕射势的辐射条件。二阶绕射势在内域自由表面上的边界条件则由一阶势的数值微分求得。然后对内域用简单Ｇｒｅｅｎ函数法求得二阶绕射势。本文对二维浮体和潜体在不同水深和潜深情况下的绕射问题进行了计算，求得了二阶绕射势和二阶定常及倍频波浪力。讨论了水深和潜深对波浪力的影响以及二阶绕射势对非线性波浪力的贡献 相似文献
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可渗透结构具有使波浪作用减弱的效应,而海水的层化及水波的非线性使结构的波绕射产生多层复杂机制。将可渗透结构应用于复杂海况条件中,海水的层化性、波浪的非线性及结构的透空性构成了波绕射的一个十分复杂的数学问题。该问题存在理论研究的必要性,而文章则着重探讨其数学分析的可能性。通过引入二层海的层化海模式及Stokes二阶波的非线性波模式,给出了二阶多色波对透空结构的波绕射的定解问题提法,提出了复合形式的二阶多色波辐射条件式及可渗透结构的二阶物面条件式,应用特征函数解法与积分法推导了多色波对结构绕射的一阶势解与二阶作用的耦合积分解式,并讨论了解式所涉及无穷积分的算法。 相似文献
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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
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大直径圆柱体上的非线性波浪力 总被引：2，自引：0，他引：2
本文以Z方向的特征函数系为基础,将二阶散射势分解为满足齐次自由水面条件的速度势φ2s s及满足齐次柱面条件的速度势φ2s f,分别求解其对大直径圆柱体作用的二阶力.同时还考虑了由一阶速度平方和波面变化产生的二阶力.文中给出了计算各部分二阶力的计算式和kα=0.5-3.0,kd=0.5-5.0范围内的计算曲线供设计者应用. 相似文献
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基于线性势流理论,利用高阶边界元法研究了规则波在三维局部渗透海床上的传播。根据Darcy渗透定律推导出渗透海床的控制方程,利用渗透海床顶部和海底处法向速度和压强连续条件得到渗透海床顶部满足的边界条件。根据绕射理论,利用满足自由水面条件的格林函数建立了求解渗透海床绕射势的边界积分方程,采用高阶边界元方法求解边界积分方程进而得到自由水面的绕射势和波浪在局部渗透海床上传播过程中幅值的变化情况。通过与已发表的波浪对圆柱形暗礁的时域全绕射结果对比,证明了本文建立的频域方法计算波幅的正确性和有效性。利用这一模型研究了三维矩形渗透海床区域上波浪的传播特性,并分析了入射波波长、海床渗透特性系数等参数对波浪传播的影响。 相似文献
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本文论述了在任意浪向微幅入射波作用下,浮式防波堤性能理论计算。在求解其绕射势和辐射势边值问题后,引入无穷远处波浪速度势渐近表达式,应用波浪能量守恒原理,分别计算出由浮式防波堤横荡、垂荡和横摇运动引起的堤后波和当其被固定时在入射波作用下在堤后所兴起的波浪。最后计算出表达浮式防波堤防波效果的,以堤后波幅值与入射波幅值之比所定义的堤后波系数G_T。 本文对二个计算实例进行了理论计算,结果与试验相比吻合良好。 相似文献
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波浪对直墙前垂直圆柱的绕射 总被引：1，自引：2，他引：1
应用映像原理，将直墙前单个圆柱对波浪的绕射问题，变换为双柱对双向波浪的绕射问题，应用速度势的特征展开方法，建立了直墙前垂直圆柱对波浪绕射的解析解。通过数值计算研究了圆柱与直墙间距离大小、波浪入射角等因素对圆柱上总波浪作用力的影响。计算结果表明，直墙前圆柱上的波浪力将成倍地增加，且随着波数的变化而发生振荡。 相似文献
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为研究人工岛沿波浪传播方向尺度变化对绕射系数的影响,本文基于MIKE21-BW模型,数值模拟研究了入射波为不规则波时人工岛尺度不同对其绕射系数的影响。通过数值结果与Briggs物理模型试验结果进行了对比,结果吻合较好,验证了模型在研究波浪绕射问题上的适用性。在未考虑结构物沿波浪传播方向尺度对绕射系数的影响时,将数值结果与《海港水文规范》(JTS145-2-2013)规范结果比对,结果差异较小;本文采用上述模型模拟了结构物沿波浪传播方向7种不同尺度时的波浪绕射情况,分别是0.5Ls,Ls,2Ls,3Ls,4Ls,5Ls及6Ls,通过对不同尺度时的波浪绕射系数变化的分析,得到结果:结构物尺度在0.5Ls~2Ls范围内时,绕射系数随着结构物尺度的增大而变大;结构物尺度在3Ls~6Ls范围内时,绕射系数随着结构物尺度的增大而减小;在人工岛岛壁附近和其掩护区内绕射系数变化较明显;人工岛结构物尺度变化对绕射系数值有影响。文中给出了不同尺度人工岛绕射系数等值线图,可为工程设计中绕射波高确定提供参考。 相似文献
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本文介绍大直径圆柱墩不规则波波浪力的确定方法,本法基于波浪绕射理论及随机海浪的极值分布理论而建立,经过不规则波波力试验,证实它是合理并可靠的。文中讨论了波力谱的表达式,波力及波力矩的统计分布特征及波力谱(或波力矩谱)与波浪谱峰频值ω_0的关系。 相似文献
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本文基于线性绕射理论,提出了采用波源分布法计算矩形人工岛上波浪爬高的数值模型.在三种入射波向(α=0°、45°、90°)下进行数值计算,所得到的结果与整体模型试验的实测结果进行了比较,二者吻合较好.表明波源分布法是确定波浪爬高的一个有效方法,可为人工岛工程设计提供可靠的高度参数. 相似文献
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为研究人工岛尺度变化和波浪方向分布对人工岛绕射波浪的影响,基于MIKE21-BW模型应用数值方法模拟人工岛波浪绕射过程。数值结果与Briggs等的物理试验结果的对比表明两者吻合较好,验证了模型的适用性。在规则波条件时,圆形人工岛绕射波浪的数值结果与线性波浪绕射理论解基本一致;采用该模型分别模拟了6种尺度的圆形人工岛、单向不规则波和9种方向分布θ_(max)、4种谱峰周期条件时绕射波浪分布情况。分析结果表明,圆形人工岛绕射系数随着尺度的增加,掩护区绕射系数随之减小;θ_(max)在10°~45°范围内,随着θmax的增大,绕射系数随之增大,θ_(max)在45°~75°内绕射系数变化较小;随着谱峰周期的增加,绕射系数随之增大。研究成果既为相关规范的完善提供了基础,也为相关工程设计提供了参考。 相似文献
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对远场法、近场法和中场法这几种常用的二阶波浪力计算方法进行了总结,并结合算例对它们之间的差异进行了研究,重点分析了网格密度、浮体形状、水深等因素的影响。此外,还对全QTF法和Newman近似这两种不规则波中的二阶力计算方法进行了讨论,比较了不同水深条件下两种方法求得的二阶波浪力谱之间的差异。研究结果表明,远场和中场法给出的结果基本一致,且具有较好的数值稳定性;而近场法受网格密度、浮体形状等因素影响较大;Newman近似给出的结果在频率较低时与全QTF法接近,但在频率较高时存在一定的误差。 相似文献
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本文用有限元法配合时步处理来求解三维非线性水波的绕射问题,自由表面条件和物面条件都满足到二阶,采用人工阻尼区来吸收反射波,流场内的速度势通过求解有限元方程得到。对垂直圆柱体的绕射问题进行了计算,得到了自由表面波高时间历程和圆柱所受到的波浪力,计算结果和有关文献的理论计算结果进行了比较。 相似文献
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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
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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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不完全反射边界楔形堤和隅角堤波浪绕射理论解析解 总被引：2，自引：0，他引：2
本文给出具有部分反射边界、任意夹角的楔形堤和隅角堤非齐次第3类边值波浪绕射理论解析解.文中给出解析解的两种表达式--级数表达式和积分表达式、递推式以及便于定性物理分析和近似计算的渐近式. 相似文献