基于源面板法建立了水下圓柱體傾斜激勵(lì)的數(shù)學(xué)模型,數(shù)值模擬了浸沒(méi)圓柱體傾斜激勵(lì)下圓柱體表面壓力與波高的水動(dòng)力學(xué)特性。數(shù)值結(jié)果表明,圓柱體表面壓力和自由面波高隨激勵(lì)頻率、振幅及浸沒(méi)深度的改變而變化。在小振幅傾斜激勵(lì)下自由面波表現(xiàn)為線性變化規(guī)律:當(dāng)圓柱體浸沒(méi)深度減小,自由面波高明顯增大;當(dāng)圓柱體浸沒(méi)深度越大,自由面波高的變化越小。圓柱體上下表面壓力呈周期性變化。 

【文章來(lái)源】：陜西理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,36(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

浸沒(méi)圓柱體傾斜激勵(lì)的物理模型

其中σb,i∈Sb,σF,j∈SF,i=1,…,Nb,j=1,…,NF。設(shè)圓柱體表面的節(jié)點(diǎn)pb,i=(xb,i,yb,i),pb,i+1=(xb,i+1,yb,i+1),i=1,…,Nb,則圓柱體表面上的源點(diǎn)、面板長(zhǎng)度、面板單位切向量、面板單位法向量分別為

本節(jié)數(shù)值模了不同參數(shù)下自由面波高的變化規(guī)律。由圖4(a)知,取振幅a/T=0.1,激勵(lì)頻率 ω R/g = 0.5 ,浸沒(méi)深度h/R=1.0,從t/T=0開(kāi)始,浸沒(méi)圓柱體由靜止開(kāi)始振動(dòng),波高逐步增大,第二個(gè)周期內(nèi),波的增幅最大,而后隨著時(shí)間變化波的增幅逐漸減小,第四個(gè)周期內(nèi),波高達(dá)到最大值,由于圓柱體激勵(lì)不發(fā)生變化,從第五個(gè)周期開(kāi)始,波高始終保持最大值,呈線性變化。由圖4(b)知,取浸沒(méi)深度h/R=1.5,激勵(lì)頻率 ω R/g = 0.5 ,振幅a/T=0.1,從第一個(gè)周期開(kāi)始,波高逐步增大,但并沒(méi)有隨時(shí)間變化持續(xù)增長(zhǎng)下去,在第二個(gè)周期之后,自由面波高保持在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)中,呈線性變化。對(duì)比圖4(a)、(b)可得,自由面波的振幅隨著浸沒(méi)深度的增大而減小,波的周期時(shí)間隨著浸沒(méi)深度的增大而增大。取振幅a/T=1(圖4(c)),與圖4(a)進(jìn)行對(duì)比得,波高隨著激勵(lì)幅度的增大而增大,波的周期時(shí)間隨著激勵(lì)振幅的增大而減小。取激勵(lì)頻率 ω R/g = 0.7 (圖4(d)),與圖4(a)對(duì)比得,波高隨著激勵(lì)頻率的增大而增大,波的周期時(shí)間隨著激勵(lì)頻率的增大而減小。從圖4(a)、(b)、(c)、(d)中可以看出浸沒(méi)圓柱體傾斜激勵(lì)下自由面波高隨時(shí)間變化先增長(zhǎng)后趨于穩(wěn)定,呈線性變化;且自由面波高隨激勵(lì)頻率、振幅以及浸沒(méi)深度的改變而變化,浸沒(méi)深度不同,自由面波高隨時(shí)間變化呈增長(zhǎng)狀態(tài)的時(shí)長(zhǎng)明顯不同。圖4 不同激勵(lì)頻率、振幅、水深下浸沒(méi)圓柱體傾斜激勵(lì)自由面波高圖


本文編號(hào)：3231932