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文檔簡(jiǎn)介
1、在水動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究中,數(shù)值模擬和模型實(shí)驗(yàn)都是十分重要的研究手段。許多物理模型試驗(yàn)研究是在波浪水槽中展開的,其結(jié)果卻近似為開敞海域中的結(jié)果。然而,水槽邊壁的反射會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生顯著的影響。因此,針對(duì)水槽邊壁對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響問(wèn)題開展數(shù)值研究是十分必要的。
本文基于線性勢(shì)流理論,在頻域內(nèi)針對(duì)水槽中固定于水底且穿透水面的等截面豎直柱體繞射問(wèn)題展開研究。利用物面在垂向上不變的特征,將問(wèn)題簡(jiǎn)化為對(duì)二維速度勢(shì)的求解。應(yīng)用源匯分布法構(gòu)造邊
2、界積分方程,并采用滿足水槽邊壁條件的格林函數(shù)為核函數(shù),使用高階邊界元方法建立了數(shù)值模型。
在此基礎(chǔ)上,本文對(duì)該方法的“不規(guī)則頻率”消除問(wèn)題進(jìn)行了研究。通過(guò)與理論解和其他數(shù)值方法結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證了本文建立的數(shù)值模型的可靠性。采用該數(shù)值模型,對(duì)水槽中心處圓角方形柱體和水槽偏心處圓柱體的繞射問(wèn)題進(jìn)行了研究。通過(guò)本文的研究工作,得到結(jié)論如下:
1.虛擬阻抗封閉曲面方法可以有效地消除低頻范圍內(nèi)不規(guī)則頻率的影響,但是在高頻區(qū)域不
3、規(guī)則頻率仍然存在。計(jì)算中采用的圓形內(nèi)部虛擬曲線半徑越大,其第一不規(guī)則頻率出現(xiàn)的頻率越高,可以得到精確數(shù)值結(jié)果的頻率范圍越大。
2.對(duì)于圓角方形柱體的繞射問(wèn)題,圓角的半徑越小,其水槽中的完全透射頻率越低,水槽中的反射系數(shù)越大;在開敞海域中,柱體上的一階波浪力和二階漂移力越大,二階漂移力還會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)峰值。
3.對(duì)于水槽中心處對(duì)稱截面柱體的繞射問(wèn)題,當(dāng)w/L為整數(shù)時(shí),水槽中會(huì)出現(xiàn)對(duì)稱的橫向共振。但是當(dāng)柱體側(cè)面邊界與水槽邊壁
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