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短峰波与双层开孔圆筒柱相互作用的数值分析
1
作者 刘俊 林皋 李建波 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期646-653,共8页
应用比例边界有限元法(SBFEM)研究了短峰波与双层开孔圆筒柱相互作用。该方法将整个计算域划分成两个有限子域和1个无限子域,利用SBFEM使空间维数降低一阶,并在降维方向保持解析的特点,只需对求解域外圆柱边界进行离散。通过比例坐标与... 应用比例边界有限元法(SBFEM)研究了短峰波与双层开孔圆筒柱相互作用。该方法将整个计算域划分成两个有限子域和1个无限子域,利用SBFEM使空间维数降低一阶,并在降维方向保持解析的特点,只需对求解域外圆柱边界进行离散。通过比例坐标与直角坐标之间的转换,并利用变分原理推导了各个子域的SBFEM方程。然后,SBFEM针对有限域和无限域分别采用贝塞尔函数和汉克尔函数作为基函数来求解对应域的解,并将计算结果与解析解进行比较,验证了该方法是一种用很少单元便能得到精确结果的高效方法。进一步研究了诸如相对波数ka、内外柱半径比a/b和内外壁孔隙影响系数G等对双层开孔圆筒柱结构所受波浪荷载、结构内外侧波浪爬升及绕射波轮廓的影响。为双层开孔圆筒柱水动力分析和结构设计提供了有价值的参考。 展开更多
关键词 比例边界有限元 短峰波 双层开孔圆筒柱 波浪绕射 波浪与结构相互作用
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三维波浪作用下大直径圆柱绕流的数值模拟 被引量：15
2
作者 祝兵 宋随弟 谭长建 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期224-229,共6页
为探讨三维波浪与结构物的相互作用,以两相流概念、大涡模拟的不可压缩粘性流体运动方程和自由水面追踪分段线性近似的流体体积(VOF)法为基础,建立了三维波浪与结构物相互作用的数学模型;对三维波浪作用下大直径圆柱绕流进行了数值模拟... 为探讨三维波浪与结构物的相互作用,以两相流概念、大涡模拟的不可压缩粘性流体运动方程和自由水面追踪分段线性近似的流体体积(VOF)法为基础,建立了三维波浪与结构物相互作用的数学模型;对三维波浪作用下大直径圆柱绕流进行了数值模拟,用两步边界定位法和虚拟边界力法确定波浪与结构物接触面.结果表明:大直径圆柱绕流系数的数值计算结果与理论解吻合,所建立的数学模型能够很好地模拟三维波浪与结构物的相互作用. 展开更多
关键词 三维波浪与结构物相互作用 流体体积(VOF)法 大涡模拟 两步边界定位法 虚拟边界力法
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不同截面形状淹没水平柱体上波浪力数值模拟研究
3
作者 毛鸿飞 郑伟江 +1 位作者 马英超 曾锦汶 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期507-515,共9页
基于黏性流理论,采用有限体积法,考虑多种波浪参数和截面形状,计算淹没水平柱体在波浪作用下的受力.通过受力分解和局部流场特征分析,探究了波浪参数和截面形状对柱体受力的影响.结果表明,3种不同截面形状柱体受力主要由惯性力主导,柱... 基于黏性流理论,采用有限体积法,考虑多种波浪参数和截面形状,计算淹没水平柱体在波浪作用下的受力.通过受力分解和局部流场特征分析,探究了波浪参数和截面形状对柱体受力的影响.结果表明,3种不同截面形状柱体受力主要由惯性力主导,柱体的淹没体积更大程度地决定了柱体所受波浪力的大小.在相同宽高比条件下,矩形柱淹没体积最大,其次是曲边矩形柱,最小的是椭圆柱.因此,综合考虑3种截面形状淹没水平柱体,矩形柱所受波浪力最大,椭圆柱所受波浪力最小,且随着宽高比的增大逐渐减小. 展开更多
关键词 淹没水平柱体 黏性流 波浪与结构物相互作用 流体动力学 数值计算
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非对称垂荡式振荡水柱波能转换装置的水动力性能
4
作者 鲍锦涛 程一帆 +1 位作者 邓争志 叶杨莎 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第6期51-64,共14页
为提升波能转换装置的经济竞争力,针对非对称垂荡式振荡水柱(OWC)波能转换装置,基于势流理论和匹配特征函数展开法,通过引入盖根堡多项式近似表征结构尖角附近的流场奇异性行为,深入研究后墙吃水深度(非对称)、墙体厚度和线性弹簧系数... 为提升波能转换装置的经济竞争力,针对非对称垂荡式振荡水柱(OWC)波能转换装置,基于势流理论和匹配特征函数展开法,通过引入盖根堡多项式近似表征结构尖角附近的流场奇异性行为,深入研究后墙吃水深度(非对称)、墙体厚度和线性弹簧系数对垂荡式OWC装置的波能转换效率、透射系数、气室内平均液面高程等水动力参数的影响规律。研究结果显示,后墙吃水深度及墙体厚度的增加会提升装置在长波区域的高效转换能力,并且显著提高结构物整体阻波防浪性能;线性弹簧的出现,能调节水柱振荡和结构垂荡运动响应之间的相位差,从而有效拓宽垂荡式OWC装置的高效频率带。 展开更多
关键词 波浪能 波浪—结构物相互作用 势流理论 垂荡运动 转换效率
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基于粘性无反射数值波浪水池研究波浪作用下双浮体共振问题 被引量：3
5
作者 杨云涛 朱仁传 +1 位作者 缪国平 查乐 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期14-26,共13页
对于存在小间隙的双浮体系统在波浪作用下的共振问题,传统的势流模型由于忽略了流体粘性的影响,往往会严重高估共振现象。鉴于此,论文通过在不可压缩粘性流体的N-S方程中添加质量源项和阻尼项,建立了粘性无反射数值波浪水池,并基于此数... 对于存在小间隙的双浮体系统在波浪作用下的共振问题,传统的势流模型由于忽略了流体粘性的影响,往往会严重高估共振现象。鉴于此,论文通过在不可压缩粘性流体的N-S方程中添加质量源项和阻尼项,建立了粘性无反射数值波浪水池,并基于此数值水池对不同频率波浪下的二维和三维双方箱形浮体的水动力特性进行模拟研究。结果表明,对于二维双浮体,论文方法能够准确地对间隙内的波高、作用在浮体上的波浪力及其共振频率进行预报;在共振频率附近,传统势流模型忽略了粘性的影响,相比论文方法会高估间隙内的波高以及波浪力。对于三维双浮体,势流和粘流结果的差异明显小于二维时两者的差异。对比二维和三维结果可以发现:二维双浮体受到的水平和垂向波浪力均存在强烈的共振现象;而三维双浮体受到的垂向波浪力不存在共振现象,而是随入射波频率的增加而单调递减。 展开更多
关键词 粘流模型 波浪与结构物相互作用 二维和三维双浮体 共振
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非静压水波模型研究综述 被引量：1
6
作者 马玉祥 艾丛芳 董国海 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期813-821,共9页
水波数值模拟一直是水利、海岸、海洋工程和物理海洋等学科关注的重要研究领域之一。在诸多的水波模型之中,非静压水波模型以其计算精度和效率较为平衡的特点受到青睐。非静压水波模型经过近三十年的发展,为科学研究、工程设计分析和海... 水波数值模拟一直是水利、海岸、海洋工程和物理海洋等学科关注的重要研究领域之一。在诸多的水波模型之中,非静压水波模型以其计算精度和效率较为平衡的特点受到青睐。非静压水波模型经过近三十年的发展,为科学研究、工程设计分析和海洋资源开发等提供了重要的技术手段。然而,如何开发更为高效的非静压模型,拓宽模型的应用领域一直是研究的主要研究方向。文章综述了非静压模型概念的提出以及数值开发的难点,介绍了非静压模型在波浪传播演化和波浪与结构物相互作用这两方面的应用进展,将有助于研究者了解非静压水波模型的研究和应用现状。 展开更多
关键词 数值模拟 水波模型 非静压模型 波浪与结构物相互作用
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前板可旋转的双垂板结构水动力特性的理论研究
7
作者 欧泽挺 邓争志 +1 位作者 任翔 赵西增 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2021年第2期98-109,共12页
振荡水柱波能转换装置的最大转换效率往往受到腔内水柱共振机制的直接影响。通过对装置的基本结构进行简化,提出了一种前墙可绕固定轴旋转的双垂板式结构系统,旨在通过前墙的旋转运动进一步加剧水柱的振荡,从而对腔内水柱的共振机制进... 振荡水柱波能转换装置的最大转换效率往往受到腔内水柱共振机制的直接影响。通过对装置的基本结构进行简化,提出了一种前墙可绕固定轴旋转的双垂板式结构系统,旨在通过前墙的旋转运动进一步加剧水柱的振荡,从而对腔内水柱的共振机制进行调节和控制。基于线性波理论,采用匹配特征函数展开法对波浪与双垂板结构的相互作用进行理论研究,针对流场在结构物尖角附近的奇异性特征,将公共界面上的速度分布基于切比雪夫多项式近似展开,并应用区域间的速度与压力连续条件进行求解。通过分析结构的几何参数对反射透射系数、平均波面高程、前墙旋转振幅以及前墙与水面间相位差的影响,深究其共振机理,为振荡水柱波能转换装置的效率优化机制提供理论依据。结果表明,在所研究的波浪频率范围内,前墙的自由旋转运动会加剧板间的平均波面高程,应用于波浪能转换装置中能进一步拓宽高效频率带宽。 展开更多
关键词 线性波理论 波浪与结构物的相互作用 匹配特征函数展开法 双垂板 波能转换 振荡水柱式
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海岸工程中的关键岩土工程问题 被引量：1
8
作者 王小东 蒋敏敏 方伟 《中国水运（下半月）》 2012年第2期232-234,共3页
总结了适于海岸工程的排水固结法、膜下真空预压加固法、振冲加固法等地基处理方法,及其与岸上地基处理方法的区别。分析了波浪荷载作用下软土弱化,并导致建筑物失稳的问题,通过动三轴试验初步分析了不同的波浪荷载下软土弱化特性。探... 总结了适于海岸工程的排水固结法、膜下真空预压加固法、振冲加固法等地基处理方法,及其与岸上地基处理方法的区别。分析了波浪荷载作用下软土弱化,并导致建筑物失稳的问题,通过动三轴试验初步分析了不同的波浪荷载下软土弱化特性。探讨了波浪—防波堤—地基相互作用的研究方法,通过动力离心试验初步探讨了波浪荷载作用下深水防波堤动位移特征。研究了海岸工程建筑物与波浪、风暴潮、海冰、潮流、地质等环境因素之间的相互作用问题。 展开更多
关键词 地基处理 软土弱化 波浪-结构-地基相互作用 海岸工程与环境相互作用
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