橢圓余弦內(nèi)波能夠較好的反映近海的內(nèi)波運(yùn)動(dòng),也是近海波浪研究的一個(gè)重要課題。本文從兩層模式下的KdV方程出發(fā),推得橢圓余弦內(nèi)波的解析解,并對(duì)橢圓余弦內(nèi)波的特性進(jìn)行了分析,得到了當(dāng)k=0和k=1兩種極限條件下橢圓余弦內(nèi)波轉(zhuǎn)化為線(xiàn)性?xún)?nèi)波和內(nèi)孤立波。在數(shù)值模擬中,波浪的生成采用全板造波、自由面采用VOF方法建立了數(shù)值波浪水槽模型,模擬了橢圓余弦內(nèi)波的生成,比較了不同周期和波高下橢圓余弦內(nèi)波的波浪形態(tài)。最后在特定的周期和波高條件下進(jìn)行了三維橢圓余弦內(nèi)波與墩柱相互作用的數(shù)值模擬,分析了各墩柱上受到的慣性力和粘性力的變化趨勢(shì)并對(duì)不同墩柱下總波浪力進(jìn)行了對(duì)比。

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 界面內(nèi)波研究進(jìn)展
    1.3 數(shù)值波浪及波浪與結(jié)構(gòu)物相互作用的研究進(jìn)展
    1.4 本文的主要工作
第二章 橢圓余弦內(nèi)波的導(dǎo)出及數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)
    2.1 由 KdV 方程推導(dǎo)橢圓余弦內(nèi)波解
    2.2 數(shù)值模擬橢圓余弦內(nèi)波的數(shù)學(xué)模型
    2.3 橢圓余弦內(nèi)波數(shù)學(xué)模型的近似解
    2.4 數(shù)值模擬理論和方法
        2.4.1 數(shù)值模擬的基本控制方程
        2.4.2 數(shù)值造波技術(shù)
    2.5 VOF 方法
    2.6 UDF
    2.7 本章小結(jié)
第三章 二維橢圓余弦內(nèi)波數(shù)值模擬
    3.1 推板運(yùn)動(dòng)軌跡方程
    3.2 物理模型及網(wǎng)格劃分
    3.3 橢圓余弦內(nèi)波的數(shù)值模擬
        3.3.1 表面波數(shù)值模擬及波形分析
        3.3.2 內(nèi)波數(shù)值模擬及波形分析
        3.3.3 內(nèi)波的壓力和速度矢量分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 三維橢圓余弦內(nèi)波與結(jié)構(gòu)物相互作用的數(shù)值模擬
    4.1 物理模型及網(wǎng)格劃分
    4.2 橢圓余弦內(nèi)波沖擊單個(gè)圓柱繞流的數(shù)值模擬
        4.2.1 表面波沖擊單個(gè)墩柱繞流的受力分析
        4.2.2 內(nèi)波沖擊單個(gè)墩柱繞流的受力分析
        4.2.3 內(nèi)波沖擊矩形墩柱的折算方法及受力對(duì)比
    4.3 橢圓余弦內(nèi)波沖擊多個(gè)墩柱繞流的數(shù)值模擬
        4.3.1 表面波沖擊多個(gè)墩柱繞流的受力分析
        4.3.2 內(nèi)波沖擊多個(gè)墩柱繞流的波形分析
        4.3.3 內(nèi)波沖擊多個(gè)墩柱繞流的受力分析
    4.4 內(nèi)孤立波與結(jié)構(gòu)物的相互作用
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要研究結(jié)論
    5.2 今后研究方向的展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況



本文編號(hào)：3811232