12587.波流與潛體相互作用的非線性數(shù)值模擬

1、碩士學(xué)位論文波流與潛體相互作用的非線性數(shù)值模擬lT’‘一’‘’，、‘?！灰弧?nlinearNumericalSimulationofWaveCurrentInteractionwithaSubmergedObstacle學(xué)號(hào)：21106273大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要潛體，即淹沒式結(jié)構(gòu)物，在實(shí)際工程中應(yīng)用非常廣泛，如潛堤，海底石油和天然氣輸送管道等，同時(shí)它還能

2、代表海底凸起的淺礁、暗礁等。當(dāng)波浪傳播至潛體處，在非線性淺水效應(yīng)的作用下，發(fā)生強(qiáng)烈的變形，產(chǎn)生大量的短波成分，而當(dāng)波浪傳播到結(jié)構(gòu)物下游深水區(qū)域時(shí)，則會(huì)發(fā)生分裂，釋放出高階自由波。經(jīng)歷潛體的作用后，波浪能量譜發(fā)生明顯的改變，部分能量從基頻波傳遞到高頻波。由于高階諧波的產(chǎn)生以及波浪特性的改變，會(huì)對(duì)船舶?？亢秃叫幸约皾摰毯蠛Ｑ蠼Y(jié)構(gòu)物和海岸線等，造成不利影響。此外，在實(shí)際的近岸區(qū)域中，波和流總是相互存在的，水流對(duì)波浪場(chǎng)有著較大的影響，因而研究水

3、流、波浪和潛體的非線性相互作用具有重要的工程意義。本文運(yùn)用高階邊界元方法，建立時(shí)域完全非線性的二維數(shù)值水槽模型，來模擬水流影響下波浪與潛體的相互作用。對(duì)瞬時(shí)自由表面流體質(zhì)點(diǎn)采用混合歐拉拉格朗日方法進(jìn)行追蹤，利用四階RungeKutta法對(duì)下一時(shí)間步的波面升高和自由表面速度勢(shì)進(jìn)行更新。同時(shí)采用兩點(diǎn)法和四點(diǎn)法分離潛體迎浪側(cè)和背浪側(cè)的自由波與鎖定波，并作相互檢驗(yàn)。本文首先對(duì)水流、波浪與淹沒水平圓柱相互作用進(jìn)行了模擬研究，考慮了入射波幅、水流速