三個物體之間水動力相互作用的研究.pdf

1、研究流場中多個物體的非定常運動的特性以及它們的水動力相互作用現(xiàn)象不僅有重要的理論研究價值，而且在水利、環(huán)境、化工、生物等工程中有著廣泛的實際應用。本文對二維無粘不可壓縮流場中三個運動物體之間的水動力相互作用問題進行了深入的理論研究。在此之前，國內和國際上雖然已經發(fā)表過幾篇關于兩個物體之間水動力相互作用的文章，但是在國內外各類文獻上至今仍未見到關于三個以上物體之間的水動力相互作用問題的理論探討。 本文在先前二維兩個運動圓之間水動力

2、相互作用問題的理論工作基礎上，以圓定理和復變函數(shù)為工具，運用隨體的坐標與靜止坐標變換關系，采用矯正速度勢在三個圓的邊界上進行連續(xù)反射，并且使用了新的“斐波那契”排序方法得到了二維無粘不可壓縮流場中三個運動圓流場復勢的精確解。在此基礎上通過對復勢的曲線積分得到了這三個圓的附加質量矩陣，并利用Hamilton系統(tǒng)中的Lagrange方程建立了三個圓水動力相互作用的動力學方程組。它們是關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)了二維流場中三個運動圓之間的水動力相互作用的一些運動規(guī)律。進而本文就可以分析、預測流場中的三個圓在任意初始位置排列、任意初始速度下的瞬時速度，空間位置分布。本文通過對三個圓形體在二維無粘不可壓縮流場中速度、軌跡的計算，分析了三個物體的水動力相互作用的一些基本的特別有趣的現(xiàn)象。對于其它形狀的三個物體，在二維流場中只需要應用保角映射變換成三個圓的情形，再利用上面的方法分析即可。為了便于分析流場中三個圓的動力學