波流与结构物相互作用的数值模拟

采用高阶边界元法建立波流与任意形状结构物相互作用的时域数学模型。在小流速假设下,将速度势进行摄动展开,边界条件分解为双物体假设下的零阶波陡稳定问题和一阶波陡下的不稳定波浪问题。物面速度势及自由水面速度势的法向导数等未知量通过求解高阶边界元积分方程得到,而积分方程的求解则通过一个数值程序来实现。在每个时间步上采用四阶Runge-Kutta法更新下一时刻自由水面波面和速度势,自由水面上采用人工阻尼层消除散射波。通过波流与直立圆柱相互作用的数值计算研究了一阶激振力和二阶慢漂力随波数的变化关系以及圆柱周围波幅的分布曲线,并与已有频域结果和时域结果对比验证了所建模型的准确性,进而应用本文模型研究了波流与实际工程结构物相互作用的问题。

Time-domain simulation of the wave-current action on 3D bodies

A time-domain numerical model is established by a higher-order boundary element method to study the problem of wave-current action on arbitrary 3D bodies.Under the assumption of small flow velocity,the velocity potential is expanded by a perturbation method.The boundary value problem is decomposed into a steady double-body flow problem at the zero-order of wave steepness and an unsteady wave problem at the first-order of wave steepness.The velocity potential on the body surface and the derivative of the vel...