時(shí)域高階邊界元方法在水波問題中的應(yīng)用

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2水波相關(guān)問題研究綜述 2
1.2.1理論分析 3
1.2.2實(shí)驗(yàn)研究 3
1.2.3數(shù)值模擬 4
參考文獻(xiàn) 5
第2章 水波問題的數(shù)學(xué)模型 8
2.1控制方程 8
2.2自由表面邊界條件 10
2.3物面邊界條件 13
2.4造波邊界條件 14
2.5數(shù)值消波方法 16
2.6水動(dòng)力計(jì)算 19
參考文獻(xiàn) 19
第3章 高階邊界元數(shù)值方法 21
3.1邊界積分方程概述 21
3.2邊界元方法概述 22
3.3邊界元方法的數(shù)值過(guò)程 23
3.3.1二維邊界積分方程的離散 23
3.3.2三維邊界積分方程的離散 25
3.3.3固角系數(shù)的計(jì)算 28
3.3.4數(shù)值積分的計(jì)算 30
3.3.5時(shí)間步進(jìn)方法 34
參考文獻(xiàn) 38
第4章 聚焦波的數(shù)值模擬 39
4.1聚焦波生成過(guò)程的數(shù)值模擬 39
4.1.1波浪水槽的數(shù)值模型驗(yàn)證 43
4.1.2入射波波幅對(duì)聚焦波峰值的影響 44
4.2風(fēng)對(duì)聚焦波生成的影響 50
4.2.1風(fēng)浪水槽的數(shù)值模型驗(yàn)證 50
4.2.2風(fēng)速對(duì)聚焦波峰值的影響 52
4.2.3風(fēng)速對(duì)聚焦波聚焦位置的影響 54
4.2.4聚焦波波形的傳播變化 55
4.2.5聚焦波傳播過(guò)程中的能量變化 56
4.3水流對(duì)聚焦波生成的影響 59
4.3.1波流水槽的數(shù)值模型驗(yàn)證 60
4.3.2水流對(duì)聚焦波峰值的影響 62
4.3.3水流對(duì)聚焦波聚焦位置和聚焦時(shí)間的影響 63
4.3.4聚焦波傳播過(guò)程中的能量變化 64
4.4風(fēng)、流混合作用對(duì)聚焦波特性的影響 65
4.4.1不同波幅條件下，風(fēng)、流對(duì)聚焦波峰值的影響 65
4.4.2聚焦波時(shí)間歷程的對(duì)比 66
4.4.3聚焦波波面時(shí)間歷程的對(duì)比 68
4.5聚焦波對(duì)結(jié)構(gòu)的作用 70
4.5.1數(shù)值模型驗(yàn)證 70
4.5.2不同頻寬條件下聚焦波傳播特性 71
4.5.3直墻位置的影響 77
4.5.4固定箱體擺放位置的影響 80
4.5.5箱體吃水的影響 83
參考文獻(xiàn) 86
第5章 潛體上的波浪演化和誘發(fā)的高階諧波 88
5.1波浪成分分析方法 88
5.1.1兩點(diǎn)法 88
5.1.2四點(diǎn)法 90
5.2均勻水流中潛堤地形上單色波的傳播變形 92
5.2.1數(shù)值模型驗(yàn)證 92
5.2.2譜密度函數(shù)沿程及隨潛堤斷面形式的變化 94
5.2.3潛堤及水流的存在對(duì)諧波的影響 101
5.2.4堤后高階諧波的分離研究 103
5.3均勻水流條件下雙色波過(guò)潛堤地形的情況 108
5.4浸沒單圓柱影響下的波浪傳播特性 111
5.4.1數(shù)值模型驗(yàn)證 111
5.4.2淹沒深度對(duì)高階諧波的影響 113
5.4.3圓柱尺寸對(duì)高階諧波的影響 115
5.4.4水深對(duì)高階諧波的影響 116
5.5浸沒多圓柱影響下的波浪傳播特性 117
5.5.1數(shù)值模型驗(yàn)證 117
5.5.2圓柱間距對(duì)高階諧波的影響 119
5.5.3入射波波幅對(duì)高階諧波的影響 120
5.5.4圓柱尺寸對(duì)高階諧波的影響 121
5.6波浪與浸沒水平板的相互作用 122
5.7波流與單潛體的相互作用 126
5.7.1波流與水平圓柱的相互作用研究 126
5.7.2波流與水平薄板的相互作用研究 130
參考文獻(xiàn) 135
第6章 波浪作用下多浮體間窄縫內(nèi)的水體共振 137
6.1規(guī)則波與雙浮箱的相互作用 137
6.1.1數(shù)值模型驗(yàn)證 137
6.1.2規(guī)則波與相同吃水雙浮箱的相互作用 144
6.1.3規(guī)則波與不同吃水雙浮箱的相互作用 152
6.2規(guī)則波與多浮箱的相互作用 160
6.2.1共振頻率和共振波高 160
6.2.2波浪力 163
6.3孤立波與相同吃水雙浮箱的相互作用 166
6.3.1數(shù)值模型驗(yàn)證 167
6.3.2孤立波與帶有窄縫的兩固定箱體相互作用 169
6.3.3雙孤立波與帶有窄縫的兩固定箱體相互作用 173
參考文獻(xiàn) 177
第7章 非線性液艙晃蕩 179
7.1數(shù)學(xué)模型 179
7.2固定液艙的自由晃蕩 181
7.2.1數(shù)值模型驗(yàn)證 182
7.2.2不同初始波面情況計(jì)算及分析 185
7.3縱蕩和垂蕩激勵(lì)下的強(qiáng)迫晃蕩 190
7.3.1數(shù)值模型驗(yàn)證 190
7.3.2縱蕩運(yùn)動(dòng)情況 193
7.3.3垂蕩運(yùn)動(dòng)情況 198
7.3.4縱蕩和垂蕩復(fù)合運(yùn)動(dòng)情況 202
7.4縱搖激勵(lì)下的強(qiáng)迫晃蕩 205
7.4.1數(shù)值模型驗(yàn)證 205
7.4.2運(yùn)動(dòng)頻率對(duì)液體晃蕩的影響 208
7.4.3轉(zhuǎn)動(dòng)中心對(duì)液體晃蕩的影響 210
7.5縱蕩、橫蕩和垂蕩復(fù)合運(yùn)動(dòng)容器中的液體晃蕩 212
7.5.1數(shù)值模型驗(yàn)證 213
7.5.2縱蕩、橫蕩和垂蕩復(fù)合運(yùn)動(dòng)情況 213
7.6液艙存在隔板的情況 219
7.6.1數(shù)值模型驗(yàn)證 219
7.6.2水平隔板對(duì)液體晃蕩的影響 221
7.6.3垂直隔板對(duì)液體晃蕩的影響 223
參考文獻(xiàn) 230
第8章 波物作用問題 232
8.1直立圓柱的波浪繞射 232
8.2直立柱群的波浪繞射 236
8.3潛體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)和穩(wěn)態(tài)興波 239
參考文獻(xiàn) 243
索引 245