三個(gè)物體之間水動(dòng)力相互作用的研究.pdf

1、研究流場(chǎng)中多個(gè)物體的非定常運(yùn)動(dòng)的特性以及它們的水動(dòng)力相互作用現(xiàn)象不僅有重要的理論研究?jī)r(jià)值，而且在水利、環(huán)境、化工、生物等工程中有著廣泛的實(shí)際應(yīng)用。本文對(duì)二維無(wú)粘不可壓縮流場(chǎng)中三個(gè)運(yùn)動(dòng)物體之間的水動(dòng)力相互作用問(wèn)題進(jìn)行了深入的理論研究。在此之前，國(guó)內(nèi)和國(guó)際上雖然已經(jīng)發(fā)表過(guò)幾篇關(guān)于兩個(gè)物體之間水動(dòng)力相互作用的文章，但是在國(guó)內(nèi)外各類(lèi)文獻(xiàn)上至今仍未見(jiàn)到關(guān)于三個(gè)以上物體之間的水動(dòng)力相互作用問(wèn)題的理論探討。 本文在先前二維兩個(gè)運(yùn)動(dòng)圓之間水動(dòng)力

2、相互作用問(wèn)題的理論工作基礎(chǔ)上，以圓定理和復(fù)變函數(shù)為工具，運(yùn)用隨體的坐標(biāo)與靜止坐標(biāo)變換關(guān)系，采用矯正速度勢(shì)在三個(gè)圓的邊界上進(jìn)行連續(xù)反射，并且使用了新的“斐波那契”排序方法得到了二維無(wú)粘不可壓縮流場(chǎng)中三個(gè)運(yùn)動(dòng)圓流場(chǎng)復(fù)勢(shì)的精確解。在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)復(fù)勢(shì)的曲線積分得到了這三個(gè)圓的附加質(zhì)量矩陣，并利用Hamilton系統(tǒng)中的Lagrange方程建立了三個(gè)圓水動(dòng)力相互作用的動(dòng)力學(xué)方程組。它們是關(guān)于速度分量的一階線性微分方程組，本文采用Runge-Ku

3、tta數(shù)值積分方法求解，從而發(fā)現(xiàn)了二維流場(chǎng)中三個(gè)運(yùn)動(dòng)圓之間的水動(dòng)力相互作用的一些運(yùn)動(dòng)規(guī)律。進(jìn)而本文就可以分析、預(yù)測(cè)流場(chǎng)中的三個(gè)圓在任意初始位置排列、任意初始速度下的瞬時(shí)速度，空間位置分布。本文通過(guò)對(duì)三個(gè)圓形體在二維無(wú)粘不可壓縮流場(chǎng)中速度、軌跡的計(jì)算，分析了三個(gè)物體的水動(dòng)力相互作用的一些基本的特別有趣的現(xiàn)象。對(duì)于其它形狀的三個(gè)物體，在二維流場(chǎng)中只需要應(yīng)用保角映射變換成三個(gè)圓的情形，再利用上面的方法分析即可。為了便于分析流場(chǎng)中三個(gè)圓的動(dòng)力學(xué)