本文關鍵詞：二維運動物體非線性水動力學研究

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【摘要】：物體運動引起的自由液面流動現(xiàn)象和相關的水動力學特性,一直是水動力學領域關注的研究熱點,具有重要的理論和學術意義。論文綜述了二維潛體、浮體等相關研究,在此基礎上,基于勢流理論,采用二維時域邊界元法,開發(fā)了數(shù)值計算程序,分別計算研究了水下沉浸二維圓柱定常移動興波、水平等速移動振蕩興波以及二維漂浮圓柱振蕩和等速移動振蕩、深水及淺水中沉浸二維雙圓柱定常移動興波等問題。通過對比相關的理論計算結果,驗證了數(shù)值結果的正確性。通過關于時間步長和單元網(wǎng)格尺寸進行的收斂性驗證來確定計算步長,從而保證模擬的精度。論文給出了水下沉浸二維圓柱完全非線性穩(wěn)態(tài)解在不同航速下的存在情況,并探討了二維沉浸圓柱體水平等速移動并振蕩運動時在臨界頻率附近的共振特性問題,分析了水下水平和垂直放置的雙圓柱定常移動引起的自由液面現(xiàn)象。
【關鍵詞】：勢流理論 二維 完全非線性 時域方法 自由液面流動
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U661
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 引言8-10
• 1.2 文獻綜述10-13
• 1.3 本論文主要研究內容13-14
• 第2章 數(shù)學公式和數(shù)值方法14-23
• 2.1 數(shù)學公式14-15
• 2.2 二維邊界元方法15-18
• 2.3 時間步進法18-20
• 2.4 自由液面上網(wǎng)格重新劃分和光順20-21
• 2.5 波浪力求解21-22
• 2.6 本章小結22-23
• 第3章 二維沉浸圓柱體定常移動興波及其穩(wěn)態(tài)解23-35
• 3.1 簡介23-24
• 3.2 程序可靠性驗證24-27
• 3.2.1 線性程序驗證24-25
• 3.2.2 完全非線性程序斂散性驗證25-26
• 3.2.3 完全非線性程序驗證26-27
• 3.3 計及非線性效應時穩(wěn)態(tài)解的存在情況27-32
• 3.3.1 全線性模型下的穩(wěn)態(tài)解28
• 3.3.2 完全非線性模型下的穩(wěn)態(tài)解28-29
• 3.3.3 啟動方式對于尋求穩(wěn)態(tài)解的影響29-31
• 3.3.4 自由液面波形分析31-32
• 3.4 非線性效應增加引起的波浪翻卷32-34
• 3.5 本章小結34-35
• 第4章 有航速振蕩沉浸圓柱在臨界頻率附近的共振特性35-52
• 4.1 簡介35-37
• 4.2 線性分析37-38
• 4.3 完全非線性分析38-40
• 4.4 基于全線性模型的模擬40-45
• 4.4.1 無界流場中的數(shù)值驗證40-41
• 4.4.2 計及自由液面效應的線性模擬41-45
• 4.5 全線性和完全非線性模擬計算結果的比較45-47
• 4.6 完全非線性方法對有航速下縱蕩運動的模擬47-50
• 4.7 本章小結50-52
• 第5章 二維浮體運動興波及水動力分析52-63
• 5.1 二維浮體的無航速輻射問題模擬52-59
• 5.1.1 二維圓柱輻射問題的線性頻域分析53-55
• 5.1.2 二維圓柱輻射問題的全線性時域模擬55-58
• 5.1.3 二維圓柱輻射問題的完全非線性時域模擬58-59
• 5.2 低航速浮體振蕩的水動力學分析59-62
• 5.3 本章小結62-63
• 第6章 多物體在無限水深和淺水中的定常運動63-79
• 6.1 無限水深中雙圓柱定常運動興波與受力分析63-73
• 6.1.1 斂散性分析64-66
• 6.1.2 水平分布的雙圓柱66-69
• 6.1.3 豎直分布的雙圓柱69-71
• 6.1.4 沉浸深度的影響71-73
• 6.2 淺水中沉浸圓柱勻速運動興起的孤立波73-77
• 6.2.1 數(shù)值驗證及討論74-75
• 6.2.2 水動力分析75-76
• 6.2.3 孤立波碰撞模擬76-77
• 6.3 本章小結77-79
• 第7章 總結與展望79-81
• 7.1 總結79-80
• 7.2 展望80-81
• 參考文獻81-86
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表或錄用的論文86-87
• 致謝87-89

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本文編號：731716