畸形波是一種具有大波高、高能量、非線(xiàn)性較強(qiáng)的波浪�；尾ǖ拇嬖跁r(shí)間短,難以預(yù)測(cè),可以在深水、淺水、有限水深區(qū)域產(chǎn)生,也可以在復(fù)雜的海況中生成,正是因?yàn)榛尾ǖ倪@種短暫性與偶然性,使得目前人們對(duì)畸形波的研究工作仍不完善,對(duì)畸形波的產(chǎn)生機(jī)理及影響因素仍然不明確,對(duì)畸形波作用下的上浪砰擊數(shù)值研究的成果則更少。本文構(gòu)造二維數(shù)值水槽,模擬線(xiàn)性規(guī)則波以及不同階數(shù)的Stokes波,并將數(shù)值模擬結(jié)果與理論結(jié)果對(duì)比,發(fā)現(xiàn)二者波形吻合,驗(yàn)證二維數(shù)值水槽的有效性。對(duì)不同類(lèi)型畸形波進(jìn)行數(shù)值模擬,包括對(duì)基于薛定諤方程一階Peregrine呼吸子解的畸形波在有限水深以及無(wú)限水深兩種情況下進(jìn)行數(shù)值模擬;對(duì)基于Gauss包絡(luò)的畸形波進(jìn)行數(shù)值模擬,并將模擬出的波形與實(shí)際理論模型計(jì)算得出的波形進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬結(jié)果與理論波形相吻合,說(shuō)明數(shù)值模擬波浪的精確性�；谘Χㄖ@方程一階Peregrine呼吸子解畸形波的模擬結(jié)果,進(jìn)行水平板上浪砰擊的數(shù)值研究,包括對(duì)不同厚度的水平板在發(fā)生上浪時(shí)水體的液面輪廓、水體上浪后的運(yùn)動(dòng)速度、水體在上浪前對(duì)水平板側(cè)方的砰擊產(chǎn)生的壓力、水體上浪后對(duì)水平板的壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)并進(jìn)行分析,得出相關(guān)的結(jié)論,對(duì)船舶的安全航行提供參考。此外,對(duì)線(xiàn)性規(guī)則波發(fā)生的上浪現(xiàn)象以及基于Gauss包絡(luò)的畸形波的水平板上浪進(jìn)行模擬,對(duì)比三種不同波浪發(fā)生上浪時(shí)的不同規(guī)律。采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)方法,以矩形液塊為例,模擬實(shí)際潰壩流動(dòng)過(guò)程,對(duì)比數(shù)值結(jié)果與傳統(tǒng)Ritter解及MDB模型預(yù)報(bào)結(jié)果,找出兩者不足,提出了一種改進(jìn)潰壩(IDB)模型,應(yīng)用于預(yù)報(bào)實(shí)際的潰壩流動(dòng)。使用IDB模型對(duì)上浪水體的液面輪廓進(jìn)行預(yù)報(bào),找出問(wèn)題并對(duì)IDB模型進(jìn)行修正,提出一組新的數(shù)學(xué)模型,即上浪-潰壩(WODB)模型,可以直接應(yīng)用于上浪水體的液面輪廓預(yù)報(bào),對(duì)船舶航行的安全性研究具有參考價(jià)值。
【學(xué)位單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：U661
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 畸形波研究現(xiàn)狀
    1.3 甲板上浪研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
    1.5 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
第2章 數(shù)值波浪水槽理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 控制方程及求解
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 控制方程的求解
        2.2.3 邊界條件
    2.3 數(shù)值波浪水槽
        2.3.1 數(shù)值造波
        2.3.2 數(shù)值消波
        2.3.3 數(shù)值波浪水槽的驗(yàn)證
    2.4 本章小結(jié)
第3章 畸形波的數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 畸形波的數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 基于NLS方程一階呼吸子解的畸形波
        3.2.2 Gauss包絡(luò)形態(tài)的畸形波
    3.3 基于NLS方程呼吸子解畸形波的數(shù)值模擬
        3.3.1 無(wú)限水深畸形波的數(shù)值模擬
        3.3.2 有限水深畸形波的數(shù)值模擬
    3.4 Gauss包絡(luò)形態(tài)的畸形波的數(shù)值模擬
    3.5 本章小結(jié)
第4章 畸形波作用下水平板上浪砰擊數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 水平板上浪數(shù)值模擬參數(shù)設(shè)定
    4.3 一階呼吸子解畸形波的水平板上浪砰擊數(shù)值研究
        4.3.1 水平板上浪液面高度時(shí)歷曲線(xiàn)
        4.3.2 水平板上液面輪廓分布
        4.3.3 水體的運(yùn)動(dòng)速度
        4.3.4 水平板上壓力分布
    4.4 對(duì)比三種不同波浪的水平上浪
        4.4.1 上浪水體液面輪廓對(duì)比
        4.4.2 上浪水體截面速度對(duì)比
        4.4.3 上浪水體壓力對(duì)比
    4.5 本章小結(jié)
第5章 畸形波作用下水平板上浪的改進(jìn)潰壩模型
    5.1 引言
    5.2 傳統(tǒng)潰壩模型
    5.3 潰壩問(wèn)題的數(shù)值模擬
        5.3.1 潰壩數(shù)值模擬及其驗(yàn)證
        5.3.2 潰壩數(shù)值結(jié)果與傳統(tǒng)潰壩模型結(jié)果對(duì)比
    5.4 改進(jìn)潰壩模型及其驗(yàn)證
        5.4.1 改進(jìn)潰壩模型
        5.4.2 算例及其驗(yàn)證
    5.5 上浪-潰壩模型
        5.5.1 IDB模型預(yù)報(bào)畸形波作用下的水平板上浪
        5.5.2 IDB模型的修正
        5.5.3 上浪-潰壩(WODB)模型驗(yàn)證
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張曉瑩;扈U

本文編號(hào)：2830569