復合人工邊界條件特性研究及在水波問題的應用.pdf

1、在船舶與海洋結構物的設計階段，人們最關心的問題莫過于作用其上的環(huán)境載荷，以及結構物的運動特性。許多研究人員青睞于采用基于Rankine源的邊界元方法來研究其中所涉及到的水動力學問題。Rankine源方法模擬波浪在無窮流域的傳播時，由于計算能力的限制，需要在所關心的流域附近采用遠方控制面將流域截斷。在遠方控制面上(或附近)使用一定的消波方法，使得有限流域內數值模擬的結果與實際情形最大程度上類似。
　　 現今世界上存在的幾種消波方法

2、都有各自的局限性，在面對許多問題時，這些方法都捉襟見肘。近年來，段文洋等人提出了一種將多次透射公式(MTF)和阻尼區(qū)方法復合起來使用的消波方式(本文稱為“復合人工邊界條件”，H-MTF)，并給出了許多可信的計算結果。
　　 本文在勢流理論的框架下，編寫了基于二維高階邊界元和三維常數邊界元的數值計算程序，分別采用MTF、阻尼區(qū)和H-MTF三種消波方法，在時域中模擬了線性水波及其與物體的相互作用問題。通過一系列的對比分析，對H-MT

3、F方法的優(yōu)勢及其在水波問題模擬中的應用前景有了較清晰的認識。
　　 通過對二維和三維數值波浪水池的數值模擬，可以看出，H-MTF能很大程度上改善MTF和阻尼區(qū)方法各自的不足，在模擬不規(guī)則波方面具有較大的優(yōu)勢。并且將H-MTF方法拓展應用到三維問題后，該方法可以避免MTF的三維反射效應。
　　 本文還在箱型和柱形流域內模擬了開闊水域中穿透自由表面的直立圓柱的繞射問題?？梢缘贸鼋Y論，H-MTF方法對遠方控制面形狀和阻尼區(qū)形狀