精確的預(yù)報海洋工程結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動響應(yīng)和波浪載荷對水面艦船的結(jié)構(gòu)評估以及海洋平臺錨泊和動力定位系統(tǒng)的設(shè)計至關(guān)重要。船舶和大尺度海洋工程結(jié)構(gòu)物在波浪中有許多非線性力學(xué)現(xiàn)象,主要由波浪與浮體間的相互耦合干擾以及物體運(yùn)動的非線性導(dǎo)致,二階波浪力被認(rèn)為是主要的激勵源。因此,需要提高現(xiàn)有水動力計算方法的精度,找到更加合理且實用的二階波浪力預(yù)報方法。本文基于無網(wǎng)格控制面的內(nèi)外域混合方法對海洋工程結(jié)構(gòu)物在規(guī)則波中的運(yùn)動響應(yīng)進(jìn)行預(yù)報分析。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用中場理論建立二階波浪力計算方法。具體研究內(nèi)容如下:(1)基于三維勢流理論,給出內(nèi)外域混合方法中外域的定解條件。利用控制面上的速度勢及其法向?qū)?shù)的級數(shù)展開形式,推導(dǎo)出速度勢及其法向?qū)?shù)級數(shù)展開系數(shù)在控制面上的關(guān)系。通過對比無限長圓柱體繞射勢的數(shù)值計算結(jié)果與解析解,驗證該關(guān)系式的正確性。(2)根據(jù)內(nèi)外域混合方法的積分方程,通過面元法計算內(nèi)域輻射勢和繞射勢,建立浮體的運(yùn)動微分方程。求解半球的水動力系數(shù)和一階運(yùn)動,將數(shù)值計算結(jié)果與解析解或其它水動力計算軟件計算結(jié)果進(jìn)行對比,驗證程序的準(zhǔn)確性,并探討網(wǎng)格單元數(shù)以及控制面半徑等參數(shù)對計算結(jié)果精度的影響。(3)結(jié)合速度勢... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

直角坐標(biāo)系與柱坐標(biāo)系兩個坐標(biāo)系分別為：

內(nèi)域和外域的法向方向

其中：ii ,originala、ii ,originalb、i ,originalf和i ,originalx分別為實際的附加質(zhì)量、阻尼系數(shù)、一階波浪干擾力和一階運(yùn)動響應(yīng)，iiA 、iiB 、iF 和iX 分別為無因次化的附加質(zhì)量、阻尼系數(shù)、一階波浪干擾力和一階運(yùn)動響應(yīng)。g為重力加速度、a為入射波波幅、k 為入射波波數(shù)，R 表示浮體的特征尺度這里代表圓柱的直徑，對于船舶為船長。半球的計算參數(shù)如表 3.9中中所示。圖 3.25 和圖 3.26 分別為半球的平均濕表面網(wǎng)格和自由面網(wǎng)格。


本文編號：2919260