二维运动物体非线性水动力学研究

发布时间：2017-08-24 14:09

  本文关键词：二维运动物体非线性水动力学研究

  更多相关文章： 势流理论 二维 完全非线性 时域方法 自由液面流动

【摘要】：物体运动引起的自由液面流动现象和相关的水动力学特性,一直是水动力学领域关注的研究热点,具有重要的理论和学术意义。论文综述了二维潜体、浮体等相关研究,在此基础上,基于势流理论,采用二维时域边界元法,开发了数值计算程序,分别计算研究了水下沉浸二维圆柱定常移动兴波、水平等速移动振荡兴波以及二维漂浮圆柱振荡和等速移动振荡、深水及浅水中沉浸二维双圆柱定常移动兴波等问题。通过对比相关的理论计算结果,验证了数值结果的正确性。通过关于时间步长和单元网格尺寸进行的收敛性验证来确定计算步长,从而保证模拟的精度。论文给出了水下沉浸二维圆柱完全非线性稳态解在不同航速下的存在情况,并探讨了二维沉浸圆柱体水平等速移动并振荡运动时在临界频率附近的共振特性问题,分析了水下水平和垂直放置的双圆柱定常移动引起的自由液面现象。
【关键词】：势流理论 二维 完全非线性 时域方法 自由液面流动
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U661
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 引言8-10
• 1.2 文献综述10-13
• 1.3 本论文主要研究内容13-14
• 第2章 数学公式和数值方法14-23
• 2.1 数学公式14-15
• 2.2 二维边界元方法15-18
• 2.3 时间步进法18-20
• 2.4 自由液面上网格重新划分和光顺20-21
• 2.5 波浪力求解21-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第3章 二维沉浸圆柱体定常移动兴波及其稳态解23-35
• 3.1 简介23-24
• 3.2 程序可靠性验证24-27
• 3.2.1 线性程序验证24-25
• 3.2.2 完全非线性程序敛散性验证25-26
• 3.2.3 完全非线性程序验证26-27
• 3.3 计及非线性效应时稳态解的存在情况27-32
• 3.3.1 全线性模型下的稳态解28
• 3.3.2 完全非线性模型下的稳态解28-29
• 3.3.3 启动方式对于寻求稳态解的影响29-31
• 3.3.4 自由液面波形分析31-32
• 3.4 非线性效应增加引起的波浪翻卷32-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 有航速振荡沉浸圆柱在临界频率附近的共振特性35-52
• 4.1 简介35-37
• 4.2 线性分析37-38
• 4.3 完全非线性分析38-40
• 4.4 基于全线性模型的模拟40-45
• 4.4.1 无界流场中的数值验证40-41
• 4.4.2 计及自由液面效应的线性模拟41-45
• 4.5 全线性和完全非线性模拟计算结果的比较45-47
• 4.6 完全非线性方法对有航速下纵荡运动的模拟47-50
• 4.7 本章小结50-52
• 第5章 二维浮体运动兴波及水动力分析52-63
• 5.1 二维浮体的无航速辐射问题模拟52-59
• 5.1.1 二维圆柱辐射问题的线性频域分析53-55
• 5.1.2 二维圆柱辐射问题的全线性时域模拟55-58
• 5.1.3 二维圆柱辐射问题的完全非线性时域模拟58-59
• 5.2 低航速浮体振荡的水动力学分析59-62
• 5.3 本章小结62-63
• 第6章 多物体在无限水深和浅水中的定常运动63-79
• 6.1 无限水深中双圆柱定常运动兴波与受力分析63-73
• 6.1.1 敛散性分析64-66
• 6.1.2 水平分布的双圆柱66-69
• 6.1.3 竖直分布的双圆柱69-71
• 6.1.4 沉浸深度的影响71-73
• 6.2 浅水中沉浸圆柱匀速运动兴起的孤立波73-77
• 6.2.1 数值验证及讨论74-75
• 6.2.2 水动力分析75-76
• 6.2.3 孤立波碰撞模拟76-77
• 6.3 本章小结77-79
• 第7章 总结与展望79-81
• 7.1 总结79-80
• 7.2 展望80-81
• 参考文献81-86
• 攻读硕士学位期间发表或录用的论文86-87
• 致谢87-89

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 钱勤,黄玉盈,刘忠族;求附连水质量的一种直接方法[J];力学与实践;1996年05期

2 Serge Sutulo;C.Guedes Soares;;采用势流理论计算限制水域船舶水动力相互作用力(英文)[J];Journal of Marine Science and Application;2012年03期

3 张宝吉;马坤;;基于势流理论的双艉船型阻力计算研究[J];造船技术;2009年02期

4 董慎言,孙伯起;规则波中半潜平台运动响应的三维势流理论预报[J];中国造船;1986年02期

5 王诗平;张阿漫;曾令玉;陈海龙;;计入能量损失的气泡运动三维数值模拟[J];中国造船;2011年03期

6 刘恒序;段文洋;陈晓波;;水平圆盘耗散的引入(英文)[J];船舶力学;2014年06期

7 朱克强;蔡瑛;于春令;张玉松;马小方;郑道昌;徐庭留;秦道武;;非线性载荷对船中弯矩响应影响[J];海洋工程;2011年04期

8 杨武刚;杨振才;邓秋霞;楚岩;巨永锋;;势流理论的一种数值方法在空泡形态中的应用[J];火力与指挥控制;2009年06期

9 李云波;李亚军;胡始宏;;二维物体入水数值模拟[J];华中科技大学学报(自然科学版);2011年12期

10 谢楠,姜滨,李平,龚三,周德才;舰船在波浪中补给的运动性能研究[J];水动力学研究与进展(A辑);1999年04期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 戴绍仕;张倩;李卓;杨国晶;;基于势流理论的陷落腔的模态分析[A];黑龙江省造船工程学会2008年学术年会论文集[C];2008年

2 张凤伟;匡晓峰;范亚丽;;三维势流理论与切片法预报耐波性的数值比较[A];第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研讨会论文集——F船舶与海洋工程流体力学[C];2014年

3 匡晓峰;缪泉明;向旭;;船舶在波浪中靠帮运动理论预报[A];2005年度海洋工程学术会议论文集[C];2005年

4 李梦玉;刘超;章社生;;WEIS-FOGH机构水动力学研究与进展[A];第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会文集（上册）[C];2012年

5 张磊;李彬彬;欧进萍;;深吃水平台立柱周围的绕射和辐射波浪高程数值模拟[A];第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会文集（上册）[C];2012年

6 姜胜超;滕斌;吕林;勾莹;;水箱运动与其内部流体晃荡的耦合分析[A];第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集（上册）[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 管延敏;箱体中非线性液体晃荡现象的数值模拟[D];华中科技大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 任康;二维运动物体非线性水动力学研究[D];上海交通大学;2015年

2 吴国;考虑粘性影响的时域格林函数法[D];哈尔滨工程大学;2008年

3 张润宏;线性势流理论的波浪载荷计算技术及其应用[D];华南理工大学;2011年

4 齐川;单体复合船型水动力数值计算[D];哈尔滨工程大学;2011年

，

本文编号：731716