內(nèi)孤立波是一種發(fā)生在密度穩(wěn)定層化的海水內(nèi)部、特征波長很長的非線性大振幅波動,是海洋中的一種普遍現(xiàn)象。大振幅內(nèi)孤立波攜帶巨大的能量,可能會對海洋工程結(jié)構(gòu)特別是跨越密躍層的潛體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響,發(fā)生大幅掉深運動,但迄今為止相關(guān)的研究工作較少。在假設(shè)潛體不發(fā)生轉(zhuǎn)動的前提下,本文建立了水平細長圓柱潛體遭遇內(nèi)孤立波時運動響應(yīng)求解的時域數(shù)值模型,利用這一模型對迎面（內(nèi)孤立波傳播方向與圓柱軸線平行）和側(cè)面遭遇內(nèi)孤立波（內(nèi)孤立波的傳播方向與圓柱軸線垂直）兩種情況下,水平圓柱潛體受到的內(nèi)孤立波作用力和運動響應(yīng)特性開展了研究。基于兩層流中典型的KDV型內(nèi)孤立波方程,首先分析了內(nèi)孤立波流場中水質(zhì)點的速度和加速度特性。由于內(nèi)孤立波的等效波長較大,波浪場的傳播基本上不受結(jié)構(gòu)物存在而產(chǎn)生影響,采用Morison公式計算柱體上的內(nèi)波作用力;當內(nèi)孤立波穿越圓柱體時,上、下層流體的密度差還會導致圓柱體浮力發(fā)生變化,通過捕捉波面與潛體的交界面位置計算浮力的變化。通過與CFD計算方法對比,證明了采用Morison公式可用于近似模擬潛體遭遇內(nèi)孤立波時受到的作用力。然后根據(jù)潛體運動方程建立了內(nèi)孤立波作用下潛體運動響應(yīng)的時域數(shù)值... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文工作
2 KDV型內(nèi)孤立波理論
    2.1 KDV理論模型
    2.2 內(nèi)孤立波波面
    2.3 內(nèi)孤立波流場中波致流速、加速度和動壓強
    2.4 不同深度處水質(zhì)點速度、加速度以及動壓強的比較
    2.5 小結(jié)
3 內(nèi)孤立波對固定水平圓柱潛體的作用力
    3.1 計算方法
        3.1.1 內(nèi)孤立波力計算方法
        3.1.2 浮重力計算方法
    3.2 程序驗證
    3.3 數(shù)值結(jié)果與分析
        3.3.1 迎面遭遇內(nèi)孤立波時的作用力
        3.3.2 側(cè)面遭遇內(nèi)孤立波時的作用力
    3.4 小結(jié)
4 內(nèi)孤立波對水平細長圓柱潛體的作用及運動響應(yīng)
    4.1 運動方程及求解
    4.2 數(shù)值結(jié)果與分析
        4.2.1 迎面遭遇內(nèi)孤立波時的作用力及垂向運動
        4.2.2 水平速度對垂向運動響應(yīng)的影響
        4.2.3 側(cè)面遭遇內(nèi)孤立波時的作用力及運動響應(yīng)
    4.3 小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]內(nèi)孤立波對水平圓柱潛體作用力的計算[J]. 殷文明,郭海燕,吳凱鋒,馬東.  浙江大學學報(工學版). 2016(07)
[2]周期性內(nèi)波對橫置圓柱體作用的試驗研究[J]. 郭海燕,吳凱鋒,王飛,馬東,王新超.  中國海洋大學學報(自然科學版). 2016(05)
[3]南海內(nèi)孤立波作用下頂張力立管極值響應(yīng)研究[J]. 張莉,郭海燕,李效民.  振動與沖擊. 2013(10)
[4]有限深兩層流體中內(nèi)孤立波造波實驗及其理論模型[J]. 黃文昊,尤云祥,王旭,胡天群.  物理學報. 2013(08)
[5]內(nèi)孤立波與潛艇相互作用的水動力學特性[J]. 關(guān)暉,魏崗,杜輝.  解放軍理工大學學報(自然科學版). 2012(05)
[6]內(nèi)孤立波中半潛平臺動力響應(yīng)特性[J]. 尤云祥,李巍,胡天群,曲衍,肖越,范模.  海洋工程. 2012(02)
[7]內(nèi)孤立波與有航速潛體相互作用數(shù)值模擬[J]. 陳杰,尤云祥,劉曉東,吳乘勝.  水動力學研究與進展A輯. 2010(03)
[8]海洋內(nèi)孤立波中張力腿平臺的水動力特性[J]. 尤云祥,李巍,時忠民,曲衍,肖越.  上海交通大學學報. 2010(01)
[9]兩層流體中內(nèi)孤立波與潛體相互作用數(shù)值模擬[J]. 付東明,尤云祥,李巍.  海洋工程. 2009(03)
[10]兩層流體中水波與垂直圓柱浮體的相互作用[J]. 尤云祥,石強,魏崗,繆國平.  上海交通大學學報. 2007(09)

博士論文
[1]分層流體中內(nèi)波對物體的作用力[D]. 陳旭.中國海洋大學 2006



本文編號：3137579