水槽中竖直柱体绕射问题的研究

发布时间：2021-05-18 22:21

　　在水动力学问题的研究中,数值模拟和模型实验都是十分重要的研究手段。许多物理模型试验研究是在波浪水槽中展开的,其结果却近似为开敞海域中的结果。然而,水槽边壁的反射会对实验结果会产生显著的影响。因此,针对水槽边壁对实验结果的影响问题开展数值研究是十分必要的。本文基于线性势流理论,在频域内针对水槽中固定于水底且穿透水面的等截面竖直柱体绕射问题展开研究。利用物面在垂向上不变的特征,将问题简化为对二维速度势的求解。应用源汇分布法构造边界积分方程,并采用满足水槽边壁条件的格林函数为核函数,使用高阶边界元方法建立了数值模型。在此基础上,本文对该方法的“不规则频率”消除问题进行了研究。通过与理论解和其他数值方法结果的对比,验证了本文建立的数值模型的可靠性。采用该数值模型,对水槽中心处圆角方形柱体和水槽偏心处圆柱体的绕射问题进行了研究。通过本文的研究工作,得到结论如下:1.虚拟阻抗封闭曲面方法可以有效地消除低频范围内不规则频率的影响,但是在高频区域不规则频率仍然存在。计算中采用的圆形内部虚拟曲线半径越大,其第一不规则频率出现的频率越高,可以得到精确数值结果的频率范围越大。2.对于圆角方形柱体的绕射问题,... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 水槽中柱体绕射问题研究
        1.2.2 不规则频率消除技术
    1.3 本文内容
2 水槽中波浪与柱体作用的线性频域理论
    2.1 控制方程与边界条件
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 边界条件
        2.1.3 线性化
        2.1.4 速度势分解
    2.2 边界积分方程的建立和离散
        2.2.1 源汇分布法
        2.2.2 积分方程的离散
    2.3 水槽格林函数
    2.4 透、反射系数与波浪荷载计算
        2.4.1 透、反射系数计算
        2.4.2 波浪荷载计算
    2.5 本章小结
3 水槽中柱体绕射问题的不规则频率消除技术
    3.1 不规则频率产生的原因
    3.2 消除不规则频率的虚拟阻抗封闭曲面方法
    3.3 算例验证
        3.3.1 开敞海域中圆柱体绕射验证
        3.3.2 水槽中圆柱体绕射验证
    3.4 本章小结
4 水槽中心处圆角方形柱体绕射问题的研究
    4.1 数值验证
        4.1.1 网格收敛性
        4.1.2 水槽中圆柱体绕射的对比验证
    4.2 水槽中不同圆角半径的圆角方形柱绕射问题研究
    4.3 方形柱体对水槽横向共振影响的研究
    4.4 本章小结
5 水槽偏心处圆柱体绕射问题的研究
    5.1 水槽偏心处圆柱体绕射问题的特征
    5.2 偏心距离对水槽中圆柱体绕射问题的影响
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3194582