精確的預報海洋工程結構物的運動響應和波浪載荷對水面艦船的結構評估以及海洋平臺錨泊和動力定位系統(tǒng)的設計至關重要。船舶和大尺度海洋工程結構物在波浪中有許多非線性力學現(xiàn)象,主要由波浪與浮體間的相互耦合干擾以及物體運動的非線性導致,二階波浪力被認為是主要的激勵源。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構物在規(guī)則波中的運動響應進行預報分析。在此基礎上,應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)在控制面上的關系。通過對比無限長圓柱體繞射勢的數(shù)值計算結果與解析解,驗證該關系式的正確性。(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,建立浮體的運動微分方程。求解半球的水動力系數(shù)和一階運動,將數(shù)值計算結果與解析解或其它水動力計算軟件計算結果進行對比,驗證程序的準確性,并探討網(wǎng)格單元數(shù)以及控制面半徑等參數(shù)對計算結果精度的影響。(3)結合速度勢... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

直角坐標系與柱坐標系兩個坐標系分別為：

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動響應，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動響應。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