復(fù)合人工邊界條件特性研究及在水波問(wèn)題的應(yīng)用.pdf

1、在船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)階段，人們最關(guān)心的問(wèn)題莫過(guò)于作用其上的環(huán)境載荷，以及結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動(dòng)特性。許多研究人員青睞于采用基于Rankine源的邊界元方法來(lái)研究其中所涉及到的水動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。Rankine源方法模擬波浪在無(wú)窮流域的傳播時(shí)，由于計(jì)算能力的限制，需要在所關(guān)心的流域附近采用遠(yuǎn)方控制面將流域截?cái)?。在遠(yuǎn)方控制面上(或附近)使用一定的消波方法，使得有限流域內(nèi)數(shù)值模擬的結(jié)果與實(shí)際情形最大程度上類(lèi)似。
　　 現(xiàn)今世界上存在的幾種消波方法

2、都有各自的局限性，在面對(duì)許多問(wèn)題時(shí)，這些方法都捉襟見(jiàn)肘。近年來(lái)，段文洋等人提出了一種將多次透射公式(MTF)和阻尼區(qū)方法復(fù)合起來(lái)使用的消波方式(本文稱(chēng)為“復(fù)合人工邊界條件”，H-MTF)，并給出了許多可信的計(jì)算結(jié)果。
　　 本文在勢(shì)流理論的框架下，編寫(xiě)了基于二維高階邊界元和三維常數(shù)邊界元的數(shù)值計(jì)算程序，分別采用MTF、阻尼區(qū)和H-MTF三種消波方法，在時(shí)域中模擬了線性水波及其與物體的相互作用問(wèn)題。通過(guò)一系列的對(duì)比分析，對(duì)H-MT

3、F方法的優(yōu)勢(shì)及其在水波問(wèn)題模擬中的應(yīng)用前景有了較清晰的認(rèn)識(shí)。
　　 通過(guò)對(duì)二維和三維數(shù)值波浪水池的數(shù)值模擬，可以看出，H-MTF能很大程度上改善MTF和阻尼區(qū)方法各自的不足，在模擬不規(guī)則波方面具有較大的優(yōu)勢(shì)。并且將H-MTF方法拓展應(yīng)用到三維問(wèn)題后，該方法可以避免MTF的三維反射效應(yīng)。
　　 本文還在箱型和柱形流域內(nèi)模擬了開(kāi)闊水域中穿透自由表面的直立圓柱的繞射問(wèn)題。可以得出結(jié)論，H-MTF方法對(duì)遠(yuǎn)方控制面形狀和阻尼區(qū)形狀