实验室基于二阶理论的波浪模拟

发布时间：2017-07-27 04:05

  本文关键词：实验室基于二阶理论的波浪模拟

  更多相关文章： 二阶造波 一阶造波 约束谐波 自由谐波 造波机选型

【摘要】：实验室常用的一阶造波理论中的小振幅假设会在造波时生成附加的自由伪谐波,该波浪会影响造波的质量,而二阶造波方法可以通过附加造波板运动消除该自由伪谐波,只保留约束谐波来达到修正的目的。在实验室中能够精确模拟波浪,对于研究波浪的传播运动以及波浪对结构物的作用具有重要的意义。本文基于Schaffer建立的二阶造波理论,在二维情况下,建立了实验室水槽造波软件,针对规则波和不规则波,分别采用一阶和二阶理论进行推板造波实验,验证了二阶造波方法的有效性,二阶造波方法可有效抑制自由伪谐波,得到更精确的波形,并对采用二阶造波理论产生波浪时的问题进行了讨论,可供实际应用时参考。进一步扩展建立了三维情况下水池造波软件,针对斜向规则波、斜向不规则波、双色双向波和双向不规则波进行了数值模拟,并针对斜向规则波和斜向不规则波,分别采用一阶和二阶理论进行了水池推板造波实验,验证了二阶造波方法的有效性,对三维情况下进行二阶造波产生波浪时的问题进行了讨论,可供实际应用时参考。此外,本文基于二阶造波理论,针对规则波,研究了在采用一阶造波方法时得到的约束超谐波和自由超谐波的无因次波高随波陡、相对水深和波传播角度的变化,该成果可为采用一阶造波时的造波机选型提供依据。
【关键词】：二阶造波 一阶造波 约束谐波 自由谐波 造波机选型
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV139.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 研究的背景和意义8
• 1.2 国内外研究概况8-12
• 1.2.1 二维造波理论9-11
• 1.2.2 三维造波理论11-12
• 1.3 本文主要工作及研究方法12-14
• 2 二维二阶造波理论14-46
• 2.1 控制方程14-17
• 2.2 一阶问题的解17-21
• 2.3 二阶问题的解21-23
• 2.4 二阶传递函数F~±的相关分析23-25
• 2.5 二阶传递函数F~±等值线图及对比验证25-30
• 2.6 应用范围30
• 2.7 产生波浪特性的理论分析30-37
• 2.7.1 规则波的理论计算结果31-33
• 2.7.2 不规则波的理论计算结果33-37
• 2.8 二阶谐波的理论分析37-44
• 2.9 结论与讨论44-46
• 3 二维水槽造波实验46-63
• 3.1 实验布置及波浪参数46
• 3.2 实验结果分析46-61
• 3.2.1 规则波的实验结果分析46-52
• 3.2.2 不规则波的实验结果分析52-61
• 3.3 结论与讨论61-63
• 4 三维二阶造波理论63-102
• 4.1 控制方程63-65
• 4.2 一阶问题的解65-66
• 4.3 二阶问题的解66-68
• 4.4 产生波浪特性的理论分析68-93
• 4.4.1 斜向规则波的理论计算结果68-73
• 4.4.2 斜向不规则波的理论计算结果73-78
• 4.4.3 双色双向波的理论计算结果78-84
• 4.4.4 双向不规则波的理论计算结果84-93
• 4.5 二阶谐波的理论分析93-100
• 4.6 结论与讨论100-102
• 5 三维水池造波实验102-117
• 5.1 实验布置及波浪参数102-104
• 5.2 实验结果分析104-116
• 5.2.1 斜向规则波的实验结果分析104-112
• 5.2.2 斜向不规则波的实验结果分析112-116
• 5.3 结论与讨论116-117
• 结论与展望117-119
• 参考文献119-123
• 附录A 二维二阶造波理论相关推导及参数123-125
• 附录B 三维二阶造波理论相关推导及参数125-128
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况128-129
• 致谢129-130

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本文编号：579679