不規(guī)則頻率的消除及其在波浪與結(jié)構(gòu)物作用的高頻和多物體干涉問題中的應(yīng)用.pdf

1、本文使用基于高階插值函數(shù)的邊界元方法，在頻域內(nèi)對(duì)波浪與單個(gè)或多個(gè)物體相互作用的非線性問題進(jìn)行研究，重點(diǎn)研究了“不規(guī)則頻率”對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響及其消除技術(shù)在實(shí)際計(jì)算中的應(yīng)用。 波浪問題本身具有非線性，線性假設(shè)條件下所得的計(jì)算結(jié)果往往不能滿足實(shí)際工程的需要，很多問題都必須考慮非線性的影響。波浪與多物體的相互作用時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生一些與單物體問題不同的物理現(xiàn)象，此時(shí)必須同時(shí)考慮波浪與多物體的相互作用和多個(gè)物體之間的相互影響。 在眾多

2、的數(shù)值方法中，邊界元法很適合用來求解波浪與結(jié)構(gòu)物相互作用的問題。一方面所關(guān)注的物理量分布在研究區(qū)域的邊界；另一方面邊界元法所使用的邊界積分方程只需要在問題區(qū)域邊界劃分單元，既便于單元?jiǎng)澐?，又減少了計(jì)算量。但是，“不規(guī)則頻率”問題的存在給邊界元法的應(yīng)用造成了很大的障礙，它使得計(jì)算結(jié)果在某些頻率發(fā)生跳躍。本文在前人所提出的消除“不規(guī)則頻率”的方法基礎(chǔ)上，采用擴(kuò)展積分方程計(jì)算區(qū)域的方法來消除“不規(guī)則頻率”。對(duì)于擴(kuò)展區(qū)域后的積分方程，使用連續(xù)元

3、和部分非連續(xù)元對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行離散，使得計(jì)算模型中物理量的連續(xù)性與實(shí)際問題一致。對(duì)于二階問題中的水面積分強(qiáng)迫項(xiàng)和物面積分強(qiáng)迫項(xiàng)，本文采取有效的方法進(jìn)行了處理。數(shù)值積分計(jì)算過程中存在著大量的奇異積分和準(zhǔn)奇異積分，根據(jù)實(shí)際情況本文采取了行之有效的方法消除或者減弱了奇異性。 本文消除“不規(guī)則頻率”的方法被應(yīng)用于規(guī)則波與單個(gè)或多個(gè)物體的非線性問題計(jì)算當(dāng)中。文中從理論分析和數(shù)值計(jì)算兩方面研究了“不規(guī)則頻率”對(duì)波浪力、波高和物體運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的影響