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文檔簡介
1、在水動力學問題的研究中,數值模擬和模型實驗都是十分重要的研究手段。許多物理模型試驗研究是在波浪水槽中展開的,其結果卻近似為開敞海域中的結果。然而,水槽邊壁的反射會對實驗結果會產生顯著的影響。因此,針對水槽邊壁對實驗結果的影響問題開展數值研究是十分必要的。
本文基于線性勢流理論,在頻域內針對水槽中固定于水底且穿透水面的等截面豎直柱體繞射問題展開研究。利用物面在垂向上不變的特征,將問題簡化為對二維速度勢的求解。應用源匯分布法構造邊
2、界積分方程,并采用滿足水槽邊壁條件的格林函數為核函數,使用高階邊界元方法建立了數值模型。
在此基礎上,本文對該方法的“不規(guī)則頻率”消除問題進行了研究。通過與理論解和其他數值方法結果的對比,驗證了本文建立的數值模型的可靠性。采用該數值模型,對水槽中心處圓角方形柱體和水槽偏心處圓柱體的繞射問題進行了研究。通過本文的研究工作,得到結論如下:
1.虛擬阻抗封閉曲面方法可以有效地消除低頻范圍內不規(guī)則頻率的影響,但是在高頻區(qū)域不
3、規(guī)則頻率仍然存在。計算中采用的圓形內部虛擬曲線半徑越大,其第一不規(guī)則頻率出現的頻率越高,可以得到精確數值結果的頻率范圍越大。
2.對于圓角方形柱體的繞射問題,圓角的半徑越小,其水槽中的完全透射頻率越低,水槽中的反射系數越大;在開敞海域中,柱體上的一階波浪力和二階漂移力越大,二階漂移力還會出現兩個峰值。
3.對于水槽中心處對稱截面柱體的繞射問題,當w/L為整數時,水槽中會出現對稱的橫向共振。但是當柱體側面邊界與水槽邊壁
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