發(fā)布時(shí)間：2022-02-16 20:20

　　海洋內(nèi)部的強(qiáng)非線性內(nèi)孤立波能對(duì)跨越密度躍層的水下潛器產(chǎn)生剪切作用,嚴(yán)重影響水下潛器的安全性。海洋內(nèi)孤立波環(huán)境與潛器相互作用問(wèn)題已成為熱點(diǎn)研究。本文基于商用軟件ANSYS15.0,依據(jù)KdV、eKdV和mKdV三類內(nèi)孤立波理論計(jì)算速度入口,建立了兩層流體中內(nèi)孤立波與水下潛器相互作用的數(shù)值模擬方法。在系統(tǒng)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,圍繞內(nèi)孤立波與水下潛器相互作用的載荷與響應(yīng)問(wèn)題展開(kāi)了以下工作:（1）簡(jiǎn)要介紹了三種內(nèi)孤立波理論,并對(duì)數(shù)值模擬方法和動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)等CFD數(shù)值模擬相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)的說(shuō)明。（2）根據(jù)內(nèi)孤立波的三類理論,以RANS方程為控制方程,結(jié)合VOF方法,采用速度入口造波方式,建立了二維及三維上凸型與下凹型內(nèi)孤立波數(shù)值水池,并將數(shù)值結(jié)果與對(duì)應(yīng)理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了造波方法的可行性,并對(duì)內(nèi)孤立波的流場(chǎng)特性進(jìn)行了分析。（3）在建立了可行內(nèi)孤立波數(shù)值水池的基礎(chǔ)上,研究了內(nèi)孤立波與固定潛器相互作用時(shí)的載荷特性。計(jì)算分析了內(nèi)孤立波作用下潛器的無(wú)因次水平力、垂向力和力矩的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),潛器的受力變化規(guī)律與潛器的潛深、內(nèi)孤立波波幅、上下層水深比和內(nèi)孤立波類型有關(guān)。最后對(duì)兩類內(nèi)... 

【文章來(lái)源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 內(nèi)孤立波的實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.2 內(nèi)孤立波的數(shù)值模擬研究
        1.2.3 海洋內(nèi)孤立波與結(jié)構(gòu)物相互作用研究
        1.2.4 尚需開(kāi)展的工作
    1.3 本文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 本文主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 內(nèi)孤立波數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
    2.1 內(nèi)孤立波理論
        2.1.1 內(nèi)孤立波KdV理論模型
        2.1.2 內(nèi)孤立波eKdV理論模型
        2.1.3 內(nèi)孤立波mKd V理論模型
    2.2 流體基本控制方程
    2.3 數(shù)值模型
        2.3.1 流域控制方程的離散
        2.3.2 流場(chǎng)迭代求解方法
        2.3.3 動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 內(nèi)孤立波數(shù)值水池
    3.1 二維內(nèi)孤立波數(shù)值水池的構(gòu)建
        3.1.1 下凹型內(nèi)孤立波數(shù)值水池
        3.1.2 上凸型內(nèi)孤立波數(shù)值水池
    3.2 三維內(nèi)孤立波數(shù)值水池的構(gòu)建
        3.2.1 三維下凹型內(nèi)孤立波數(shù)值水池
        3.2.2 三維上凸型內(nèi)孤立波數(shù)值水池
    3.3 本章小結(jié)
第4章 內(nèi)孤立波與固定潛器相互作用的載荷特性
    4.1 內(nèi)孤立波作用下潛器載荷驗(yàn)證算例
        4.1.1 計(jì)算模型說(shuō)明
        4.1.2 邊界條件和數(shù)值處理方法
        4.1.3 計(jì)算結(jié)果
    4.2 內(nèi)孤立波對(duì)水下潛器作用力分析
        4.2.1 計(jì)算模型說(shuō)明
        4.2.2 潛器在不同潛深下的波浪力
        4.2.3 潛器在不同波幅下的波浪力
        4.2.4 潛器在不同上下層流體深度比下的波浪力
        4.2.5 潛器在不同內(nèi)孤立波類型下的波浪力
    4.3 波面變化及潛器表面壓力分布
        4.3.1 下凹型內(nèi)孤立波波面及表壓分析
        4.3.2 上凸型內(nèi)孤立波波面及表壓分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 內(nèi)孤立波與懸浮潛器相互作用的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)
    5.1 運(yùn)動(dòng)方程
    5.2 計(jì)算模型說(shuō)明
    5.3 邊界條件和數(shù)值處理方法
    5.4 潛器在不同潛深下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)
        5.4.1 三自由度運(yùn)動(dòng)特性分析
        5.4.2 潛器運(yùn)動(dòng)軌跡分析
        5.4.3 潛器受力分析
    5.5 潛器在不同波幅下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)
    5.6 潛器在不同上下層流體深度比下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)
    5.7 潛器在兩類內(nèi)孤立波作用下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)
        5.7.1 三自由度運(yùn)動(dòng)特性分析
        5.7.2 上凸型內(nèi)孤立波作用下潛器運(yùn)動(dòng)軌跡分析
    5.8 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
詳細(xì)摘要


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]南海北部?jī)?nèi)孤立波三維數(shù)值模擬[D]. 遲樂(lè)泉.中國(guó)海洋大學(xué) 2014
[2]內(nèi)孤立波與浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油系統(tǒng)作用特性研究[D]. 許忠海.上海交通大學(xué) 2014
[3]南海北部?jī)?nèi)孤立波生成的數(shù)值模擬研究[D]. 郭大全.中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所） 2013
[4]分層流中三維內(nèi)孤立波與潛體相互作用的數(shù)值模擬研究[D]. 李國(guó)迎.華南理工大學(xué) 2012
[5]海洋內(nèi)孤立波與深海立管的相互作用數(shù)值模擬研究[D]. 高原雪.上海交通大學(xué) 2012
[6]內(nèi)孤立波與深海立管相互作用數(shù)值模擬研究[D]. 劉碧濤.上海交通大學(xué) 2011
[7]海洋內(nèi)孤立波與潛體相互作用數(shù)值模擬研究[D]. 陳鈺.華南理工大學(xué) 2010
[8]內(nèi)孤立波與深海半潛式平臺(tái)及立管相互作用數(shù)值模擬研究[D]. 周小龍.上海交通大學(xué) 2010
[9]內(nèi)孤立波與潛體相互作用的數(shù)值模擬研究[D]. 付東明.上海交通大學(xué) 2009



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