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1.
系泊船非线性波浪力时域计算: 二维模型   总被引:7,自引:1,他引:6       下载免费PDF全文
王大国  邹志利 《海洋学报》2004,26(2):104-117
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
2.
基于B—样条的边界元方法及其在波浪力计算中的应用   总被引:4,自引:2,他引:2  
柏威  滕斌 《海洋工程》2000,18(4):27-31,35
就波浪与结构物相互作用问题,应用B-样条函数对物体表面上的速度势进行了数值离散,物体表面的控制参数通过最小二乘原理确定,速度势控制参数通过Galerkin理论确定。本理论给 其导数在整个光滑物面上都是连续的。采用此种方法所计算的数值解十分准确,并且收敛得很快。  相似文献
3.
一个二维数值波浪水槽的改进   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
对Drimer,Agnon及Segre研发的数值波浪水槽(简称DAS),首先通过修正DAS中某些积分计算的错误,建立了第一个修正模型(MDAS1),使得模型更加准确稳定。其次,将DAS模型自由表面线性元近似替换为更为合理准确的三阶元近似,建立了第二个修正模型(MDAS2),使得模型计算的波面更合理可靠。平底水槽中波群的生成及传播算例表明:与DAS结果相比,MDAS1对波面没有显著影响,而采用三阶元的MDAS2对波面有显著影响。与Hansen和Svendsen的实测资料相比较证实了两个修正模型的有效性。  相似文献
4.
滕斌  勾莹  宁德志 《海洋学报》2006,28(1):132-138
采用直接数值计算方法计算了势流问题高阶边界元方法中的自由项系数和柯西主值积分,建立了波浪与结构物作用的一种高阶边界元方法.通过算例研究了物体表面上固角系数的计算精度和不同网格剖分、不同阶高斯积分点对柯西主值积分的影响.对截断圆柱上的波浪作用力与解析解做了对比,发现本方法具有很高的计算精度,随网格的加密迅速收敛于解析解.  相似文献
5.
Spar平台垂荡板水动力系数计算与分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
Spar平台带有厚度很薄的垂荡板,使用边界元方法计算时存在着准奇异积分的数值计算问题.采用自适应高斯积分法对其准奇异积分问题进行处理,较少单元即可达到很高精度.在势流理论下对Spar平台垂荡板的水动力系数进行了计算,并与实验结果进行了对比,发现真实流体中垂荡板的附加质量约为势流理论下附加质量计算结果的1.1倍,而辐射阻尼在总阻尼中所占的百分比很小,此时粘性阻尼成为垂荡板的主要阻尼来源,在工程设计中不可忽略.  相似文献
6.
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       下载免费PDF全文
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
7.
三维物体上二阶波浪绕射的实时模拟   总被引:1,自引:1,他引:0  
柏威  滕斌 《海洋工程》2001,19(3):43-50
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
8.
给出了一种联合瞬态格林函数和Rankine源进行有航速浮体时域水动力分析的混合——边界元方法。在三维混合边界元方法中,通过一个匹配面将流体域划分为内域和外域,在内域中使用Rankine源以模拟直壁或非直壁船体及线性或非线性自由面条件,在外域中使用瞬态格林函数以满足自由面条件和远方辐射条件。使用该方法计算了一个有航速潜没圆球的波浪力,和解析结果的比较证明了该方法的正确性。进一步给出了一个有航速Wigley船的水动力结果,计算结果稳定,没有外传波向内反射的现象发生。  相似文献
9.
针对矩形容器内液体晃荡问题,采用了时域高阶边界元方法建立自由水面满足完全非线性边界条件的数学模型。求解中采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶龙格库塔方法更新下一时间步的波面和速度势。通过将计算得到的波面结果与实验数据、解析解和已发表结果对比,吻合良好,验证了本方法的准确性。进而采用谱分析方法分析了波面时间历程,得到容器各阶固有频率对液体晃荡的影响。研究发现,基频对液体晃荡的影响最大,且非线性越强,更高阶容器固有频率的影响越大。  相似文献
10.
滕斌  崔杰 《海洋工程》2022,40(1):1-9
应用基于势流理论的频域边界元方法,研究了波浪在有限长正弦周期地形上的传播问题.开展了网格收敛性分析,并与物理模型试验结果做了对比,验证了数值方法的准确性.研究了正弦地形长度和幅度对水波反射率的影响,以及波浪在周期性地形上传播时的沿程波幅变化.研究发现,波浪反射系数随波数的变化及波浪幅值沿程的变化均呈包络状;当频率处于布拉格共振区域边缘且反射率为零时,周期地形上会出现极大的波幅;随海床波幅增大,第一布拉格共振带变宽且向低频移动.  相似文献
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