【摘要】：本文探討分別位于上層和下層流體的運動點渦對產(chǎn)生的界面內(nèi)波的影響,和下層流體中運動水翼對兩層流體內(nèi)波的影響。假定兩層流體分別以不同的速度平行于界面流動,應(yīng)用勢流理論和界面的非線性邊界條件建立分層流體模型。對于點渦位于下層流體、點渦位于上層流體、水翼位于下層流體分別建立完全非線性的數(shù)學(xué)模型。在點渦模型中,分別討論點渦位于上層流體和下層流體兩種情況,對運動點渦產(chǎn)生的全非線性內(nèi)波分別建立邊界積分方程,構(gòu)造關(guān)于非線性界面內(nèi)波的積分微分方程組,并通過基于擬牛頓法的數(shù)值計算方法得到界面內(nèi)波的數(shù)值結(jié)果。數(shù)值結(jié)果顯示在等強度的點渦和相同的來流條件下,點渦位于上層流體中所引起的界面內(nèi)波波幅遠小于點渦位于下層流體中所引起的界面內(nèi)波振幅,并且它們的振幅比值隨著上層和下層流體密度比增大而增大,但總是小于1.在水翼模型中,對水翼產(chǎn)生的全非線性內(nèi)波建立邊界積分方程,構(gòu)造關(guān)于非線性界面內(nèi)波的積分微分方程組,并通過基于擬牛頓法的數(shù)值計算方法得到界面內(nèi)波的數(shù)值結(jié)果。并分析水翼的所在位置深度和厚度,Froude數(shù)和上下層流體的密度比對內(nèi)波的影響。數(shù)值結(jié)果顯示,內(nèi)波波形圖取決于Froude數(shù)�？紤]如下情況,h=1,β=0.01,ρ=0.5,當(dāng)F0.4時,內(nèi)波的第一個波谷的振幅比其它波谷大,而當(dāng)F≥0.4時,第一個波谷的振幅與其它波谷相似。在非定常流中,當(dāng)兩層流體之間的界面處存在較大的速度差異時,會發(fā)生Kelvin-Helmholtz不穩(wěn)定性。隨著水翼厚度的增加,振幅隨之增大,但波長基本保持不變。隨著上下層流體密度比的增大,振幅和波長顯著增加。隨著無量綱深度h的增大,振幅首先增大。當(dāng)F=0.4,β=0.05,ρ=0.5時,在大約h=0.4時達到最大值,然后減小。特別是,內(nèi)波的振幅比相應(yīng)的自由表面波的振幅要大得多。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O35

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：2695298