非線性波浪造波在高階譜方法數(shù)值波浪水槽中的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用(1)

1、碩士學(xué)位論文非線性波浪造波在高階譜方法數(shù)值波浪水槽中非線性波浪造波在高階譜方法數(shù)值波浪水槽中的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用ApplicationofNonlinearWaveTheiesfWaveGenerationinaHighderSpectralNumericalWaveTank作者姓名：唐軍軍學(xué)科、專業(yè)：港口、海岸及近海工程學(xué)號(hào)：21406228指導(dǎo)教師：滕斌教授完成日期：2017年4月28日大連理工大學(xué)DalianUniversit

2、yofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要高階譜方法是基于勢(shì)流理論模擬波浪傳播變形的數(shù)值方法，其將速度勢(shì)函數(shù)展開成滿足控制方程和周期性邊界條件的傅里葉級(jí)數(shù)形式，運(yùn)用快速傅里葉變換對(duì)空間和波數(shù)域中的物理量進(jìn)行計(jì)算。高階譜方法具有計(jì)算速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，但周期性邊界條件的假設(shè)限制了其應(yīng)用。借助附加速度勢(shì)函數(shù)可將非周期性的造波邊界條件引入到高階譜方法中，建立模擬非線性波浪生成與傳播的高階譜方法數(shù)值波浪水槽模型。首先，本文利用流

3、函數(shù)波浪理論數(shù)值求解造波邊界的速度，并將其整合到高階譜方法數(shù)值波浪水槽中，建立了造波邊界條件和自由水面邊界條件均為完全非線性的數(shù)值波浪水槽模型。本文利用該波浪水槽模型對(duì)不同波況的規(guī)則波進(jìn)行了模擬，并將結(jié)果與波浪理論解析解進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)比結(jié)果驗(yàn)證了本模型的準(zhǔn)確性。其次，利用不規(guī)則波浪的二階Stokes理論求解造波邊界的速度，可實(shí)現(xiàn)波浪水槽對(duì)非線性不規(guī)則波浪的模擬。為了驗(yàn)證數(shù)值波浪水槽模型對(duì)不規(guī)則波浪模擬的準(zhǔn)確性，本文將數(shù)值結(jié)果與理論解及高