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相似文献
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1.
本文提出了一个在有限水深条件下大尺度物体上二阶波浪荷载的数值计算方法。用表面布源法求二阶散射势的特解,提出了有限水深满足非齐次表面边界条件的格林函数,给出了格林函数的积分和级数形式,研究了表面布源范围对解的影响。  相似文献   

2.
船行波     
船舶航行时,由船体对水的作用产生压力变化而形成的表面水波,称为船行波。因为在船的首部和尾部水流压力变化最大,所以在那里产生的波浪也最明显.由于产生波浪常需要能量,所以船行波越明显,船舶兴波阻力也往往越大。船舶兴波阻力的大小不仅和船速有关,而且还和船型有密切关系。随着航速的提高,兴波阻力占船舶总阻力的比例不断上升,高速舰船的兴波阻力可达到总阻力的50%以上。因此,如何应用消波的方法,减弱或消除船行波,从而减小兴波阻力以进一步提高航速,就成为一个很有现实意义的问题。  相似文献   

3.
应用势流理论中的Rankine源面元法和时域步进法,求解了有限水深船舶在规则波中运动的水底压力变化。将速度势分解成基本势、局部势和记忆势,以叠模解作为基本势对自由表面条件和物面条件进行了线性化,通过在水底布置面元来满足水底条件。利用研制的水底压力-水面波浪测量系统,测量了不同入射波船模表面波形与水底压力的时历曲线,理论计算与实验结果符合较好,验证了自编程序的正确性。通过对比二者的等高线图发现,水底压力与表面波形的峰谷有较好的一致性,并且压力较波形更为平滑。  相似文献   

4.
采用常数边界元对船舶与流体界面进行离散,求解船舶兴波势及船舶兴波阻力。这种方法可避免在船舶与流体自由面交线上安置节点,因而避免了这些节点建立补充方程。因为满足自由面条件的Havelock源函数的源点和场点不能同时在自由面上,使得自由面上的节点无法用Havelock源函数的建立方程。如对自由面交线上的节点建立补充方程,则要对线性自由面条件中包含的未知势函数的二阶导数用差分形式表达,引入较大误差。  相似文献   

5.
考虑粘性作用情况下船在船厢中运动的水动力学分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
从根据浅水特性在垂直方向所平均化的N-S方程出发,利用有限元计算船舶进出船厢时的水动力学过程和船舶运动过程中的升沉、纵倾及船舶与厢底的最小间隙.由于在平均过程中保留了粘性项,同时产生了底摩擦项,使得到的数学方程更接近真实物理问题,另一方面也增加数值计算的稳定性.本文提出了随非惯性系一起运动的开边界的辐射条件.关于压力的求解,在船底与自由表面分别利用压力泊松方程求压力及自由表面利用连续方程求波高的求解方法.由针对三峡升船机的数值模拟的计算结果看,计算结果合理,计算方法稳定.  相似文献   

6.
本文评述了船舶兴波理论的发展概况,及其在船舶工程设计中的应用情况。讨论了船舶兴波理论研究的难点。指出了船舶兴波问题理论研究与试验研究相结合的重要性,波形测量分析工作的意义,有限元数值计算方法在船舶兴波非线性理论中的发展,并讨论了粘性流体兴波理论中的碎波理论和奇异波理论。   相似文献   

7.
任意形状物体的Stokes绕流问题的数值计算   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文研究了绕任意形状物体的Stokes流动,用格林函数方法[1],使问题减少一个维度,数值地计算了边界面上的面力分布,並进一步计算了物体附近绕流区域内的速度场和压力场。对具体算例所计算的结果与[2]中的实验和理论结果相吻合。表明了本方法在处理低雷诺数的绕流问题时的有效性。  相似文献   

8.
应用直接边界元法在时域中求解稳定航速运动的三维自由面兴波问题.基于格林定理,在所有边界面上划分网格,对边界积分方程进行数值离散,采用线性自由面边界条件,随时间步进更新自由面势.由于物体空间位置移动辐射条件不需要单独表述,迭代过程中自由面计算域保持不变.以割划水面NACA0024为例,计算模拟了自由面兴波稳定波形;提出了求解矩阵方程组奇异性的处理方法和解决割划问题的动网格技术.本文计算结果和有限体积法及有关试验结果对比表明,该方法是可靠的.  相似文献   

9.
为了推导多晶体材料的有效弹性刚度张量,给出立方晶粒任意集合的格林函数封闭但近似的表达式,该格林函数表达式包含三个单晶弹性常数和多晶体材料五个织构系数,它考虑取向分布函数的影响直至织构系数的线性项,它适用于弱织构多晶体材料或具有弱各向异性晶粒的多晶体材料(如金属铝),它与Nishioka格林函数近似式的比较通过三个算例给出;Synge的格林函数积分式则直接通过数值计算完成,它可作为问题的精确解供参考.该文还简单介绍了多晶体材料有效弹性刚度张量的推导过程,并把所得结果和有限元计算结果进行比较。  相似文献   

10.
多洞室对矢量波散射引起半空间表面位移的边界元解   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用边界元方法研究了半空间中近表面多洞室对矢量波的散射问题,给出了以全空间格林函数为基本解且半空间表面离散的边界积分方程,在这一边界各分方程中,较好的消除了主值积分,在半空间表面进行离散时,采用无限单元与有限单元相结合的方法,大大减少了计算量,提出了精度。  相似文献   

11.
《Wave Motion》2014,51(2):193-205
A free surface Green function method is employed in numerical simulations of hydrodynamic performance of a submerged spheroid in a fluid of infinite depth. The free surface Green function consists of the Rankine source potential and a singular wave integral. The singularity of the wave integral is removed with the use of the Havelock regular wave integral. The finite boundary element method is applied in the discretisation of the fluid motion problem so that the panel integral of the Rankine source potential is evaluated by the Hess–Smith formula and the panel integral of the regular wave integral is evaluated in a straightforward way due to the regularity nature. Present method’s results are in good agreement with earlier numerical results.  相似文献   

12.
To model mathematically the problem of a rigid body moving below the free surface, a control surface surrounding the body is introduced. The linear free surface condition of the steady waves created by the moving body is satisfied. To describe the fluid flow outside this surface a potential integral equation is constructed using the Kelvin wave Green function whereas inside the surface, a source integral equation is developed adopting a simple Green function. Source strengths are determined by matching the two integral equations through continuity conditions applied to velocity potential and its normal derivatives along the control surface. After solving for the induced fluid velocity on the body surface and the control surface, an integral equation is derived involving a mixed distribution of sources and dipoles using a simple Green function and one component of the fluid velocity. The normal derivatives of the fluid velocity on the body surface, namely the m‐terms, are then solved by this matching integral equation method (MIEM). Numerical results are presented for two elliptical sections moving at a prescribed Froude number and submerged depth and a sensitivity analysis undertaken to assess the influence of these parameters. Furthermore, comparisons are performed to analyse the impact of different assumptions adopted in the derivation of the m‐terms. It is found that the present method is easy to use in a panel method with satisfactory numerical precision. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

13.
针对船行波对水中直立圆柱的作用进行了数值计算。主要包括船行波的计算以及波浪对水中直立圆柱的作用。对于船行波的计算应用薄船理论和Noblesse给出的格林函数的简化形式,计算出Wigley船型在静水中匀速直线运动产生的船行波的远场解。以该船行波为入射波,应用Rankine源方法对船行波对水中直立圆柱的作用力及力矩进行了数值计算,得出了船只经过圆柱周围时圆柱的受力情况,对计算结果进行了定性的分析。  相似文献   

14.
A regular wave integral method is developed in the discretisation of a linear hydrodynamic problem on radiation and diffraction of surface waves by a floating or submerged body. The velocity potential of the problem is expressed as a solution of a body boundary integral equation involving the pulsating free surface Green function or pulsating free surface sources distributed on the body surface. With the use of a discretisation on the regular wave integral rather than discretisations on the singular wave integral of the Green function as in earlier investigations, the singular wave integral is approximated as an expansion of regular (or nonirregular) wave potentials. Influence coefficients between pulsating free surface source points are computed by the approximate expansion together with Hess–Smith panel integral formulas. Thus the velocity potential solution is evaluated by a boundary element algorithm. The numerical results produced from the proposed method agree well with semi-analytic solution results.  相似文献   

15.
具有小密度差的两层流体中运动点源的二阶内波解   总被引:1,自引:0,他引:1  
在具有自由面的两层流体中,运动点源生成的Kelvin船波存在两种模式,即表面波模式和内波模式。当上、下层流体密度比趋于1时,由内波模式计算的界面波幅趋于无穷大,这与实验事实相违背。为克服此困难,在自由面和界面作小波幅运动的假设,引入一个小密度差参数。研究了运动点源在无粘、不可压且具有小密度差的两层有限深流体中生成的高阶波动。首先利用摄动方法推导了各阶小参数满足的边值问题;其次,给出了小密度差情形下的可解性条件。证明了在密度比趋于1的极限情形,不存在导致界面波幅无穷大的内波模式;最后,利用Phillips的非线性共振相互作用理论,构造了具有自由面的两层有限深流体中Kelvin船波系的二阶一致有效波动解,并证明了该解在深水情形下退化为Newman关于均匀流体中自由面的二阶波动解。  相似文献   

16.
利用满足Laplace方程,线性化自由面条件及无穷远处条件的Havelock兴波源涵数,建立了关于常航速稳态船波势函数的边界积分方程.针对这个积分方程,建立了相应的数值计算方法,编制了一般三维问题的边界元法计算机程序,可用来计算全潜和半潜物体的稳态绕流场及船舶兴波阻力.  相似文献   

17.
Hao  L. Z.  Pan  Z. Y. 《Fluid Dynamics》2022,56(1):S70-S87

This paper presents the three-dimensional Green-function method to predict the radiation and diffraction of water waves by a submerged body in water of uniform finite depth with an ice cover. The fluid is assumed to be perfect and irrotational, the ice is modelled as an elastic plate. The zero-speed Green function of finite depth satisfying the linearized covered-surface condition is derived in three dimensions, the numerical results for the Green function and its derivatives are given. The integral equations are established by distributing the source strength on the body surface, the radiation and diffraction problems are solved. A submerged sphere is taken as an example, the effects of the water depth and the flexural rigidity of ice cover on hydrodynamics are analysed, and the good agreement with the analytical solutions reveals that the present method is correct and reliable.

  相似文献   

18.
变深度浅水域中非定常船波   总被引:1,自引:0,他引:1  
陈波  吴建康 《力学学报》2003,35(1):64-68
以Green—Naghdi(G—N)方程为基础,采用波动方程/有限元法计算船舶经过变深度浅水域时非定常波浪特性.把运动船舶对水面的扰动作为移动压强直接加在Green-Naghdi方程里,以描述运动船体和水面的相互作用.以Series60 CB=0.6船为算例,给出自由面坡高,波浪阻力在船舶经过一个水下凸包时变化规律,并与浅水方程的结果进行了比较.计算结果表明,当船舶经过凸包时,波浪阻力先增加,后减少,并逐渐趋于正常.同时发现,当船速小于临界速度时(Fr=√gh<1.0),G—N方程给出的船后尾波比浅水方程的结果明显,波浪阻力也比浅水方程的结果有所提高,频率散射必须考虑.当船速大于临界速度时(Fr=√gh>1.0),G—N方程的计算结果与浅水方程差别不大,频率散射的影响可以忽略.  相似文献   

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