內(nèi)孤立波是存在于海洋中的大尺度動力學(xué)現(xiàn)象,它的存在會對海洋工程結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅,因此內(nèi)孤立波已經(jīng)成為海洋工程設(shè)計中必須考慮的一個環(huán)境因素。隨著對海洋資源的開發(fā)走向深遠(yuǎn)海,對內(nèi)孤立波的生成演化及其與海洋工程結(jié)構(gòu)的作用問題進(jìn)行研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上,對內(nèi)孤立波在地形上的演化及其與水下潛體的作用問題進(jìn)行了數(shù)值研究,主要開展的工作如下:基于用戶自定義函數(shù)對商業(yè)計算流體力學(xué)軟件Fluent進(jìn)行二次開發(fā),采用速度入口造波法將內(nèi)孤立波理論模型中兩層流體水平速度隨時間的變化加載到入口邊界,構(gòu)建了兩層流體內(nèi)孤立波數(shù)值水槽,實(shí)現(xiàn)了實(shí)尺度內(nèi)孤立波的生成與穩(wěn)定傳播�；跇�(gòu)建的內(nèi)孤立波數(shù)值水槽對實(shí)尺度內(nèi)孤立波與簡化平頂海山地形作用過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了不同波幅的內(nèi)孤立波經(jīng)過不同高度的地形時波浪參數(shù)及流場的變化規(guī)律。結(jié)果表明:內(nèi)孤立波與地形作用時波形、波幅、能量、流體上下層水平速度、地形周圍流體的渦量及湍流動能會發(fā)生明顯的變化。隨著地形高度以及內(nèi)孤立波波幅增加,內(nèi)孤立波與地形的作用程度越強(qiáng),上述物理量的變化程度也越劇烈�；跇�(gòu)建的內(nèi)孤立波數(shù)值水槽對實(shí)尺度內(nèi)孤立波與潛體作用過程進(jìn)...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
        1.2.1 內(nèi)孤立波與海底地形作用研究現(xiàn)狀
        1.2.2 內(nèi)孤立波與海洋工程結(jié)構(gòu)物作用研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
2 內(nèi)孤立波數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
    2.1 計算流體力學(xué)(CFD)基本理論
        2.1.1 流體運(yùn)動基本控制方程
        2.1.2 湍流模型
        2.1.3 兩層流體交界面捕捉方法——VOF法
    2.2 兩層流體內(nèi)孤立波基本理論
        2.2.1 兩層流體內(nèi)孤立波控制方程及定解條件
        2.2.2 兩層流體內(nèi)孤立波理論模型
        2.2.3 與內(nèi)孤立波相關(guān)的物理量定義
    2.3 本文采用的無量綱量定義
    2.4 本章小結(jié)
3 內(nèi)孤立波數(shù)值水槽的建立
    3.1 模型設(shè)置
        3.1.1 數(shù)值水槽參數(shù)設(shè)置
        3.1.2 邊界條件及初始條件
        3.1.3 求解算法
    3.2 無關(guān)性驗(yàn)證
        3.2.1 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
        3.2.2 時間步無關(guān)性驗(yàn)證
    3.3 數(shù)值結(jié)果與理論解對比
        3.3.1 波形對比
        3.3.2 上、下層流體水平速度對比
    3.4 無地形條件下內(nèi)孤立波的傳播
        3.4.1 內(nèi)孤立波流場分析
        3.4.2 內(nèi)孤立波波形變化
        3.4.3 內(nèi)孤立波波幅變化
        3.4.4 內(nèi)孤立波能量變化
    3.5 本章小結(jié)
4 內(nèi)孤立波在地形上的演化
    4.1 內(nèi)孤立波與地形作用算例驗(yàn)證
        4.1.1 工況設(shè)置
        4.1.2 數(shù)值結(jié)果分析
    4.2 簡化平頂海山地形對內(nèi)孤立波傳播的影響
        4.2.1 工況設(shè)置
        4.2.2 數(shù)值結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
5 內(nèi)孤立波對固定潛體作用載荷分析
    5.1 內(nèi)孤立波與水下潛體作用算例驗(yàn)證
        5.1.1 工況設(shè)置
        5.1.2 數(shù)值結(jié)果分析
    5.2 內(nèi)孤立波與固定水下潛體作用載荷分析
        5.2.1 工況設(shè)置
        5.2.2 數(shù)值結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3741831