流体动力干扰对单排圆柱桩列波浪力的影响

多物体之间的流体动力干扰特性对超大型海洋结构物的设计和研究十分重要用波动源在截面周线上分布的方法，就垂直桩柱间三维流体动力干扰对波浪力的影响进行了系统的研究，桩柱的数目可达１００余根得到了柱间流体动力干扰力学机理的若干新的特性尤应指出的是，当桩柱根数超过某一数量后，桩柱上的受力表现出有规律的连续依赖性当柱数很大时，无论柱数是奇数还是偶数，中间大部分的桩柱都将表现出均匀的受力特征这些特性的发现对其他形式多体结构物流体动力干扰的研究也有重要的借鉴和指导意义     

直立码头前船波浪力耦合计算模型

建立了外域用Boussinesq方程、内域用刚体运动方程的直立码头前二维船剖面波浪力的时 域计算耦合模型,内域与外域在交界面的匹配条件是流量连续和压力相等. 进行了相关模型 实验,并把计算结果与实验结果进行了对比. 推导了船体与水底和直立码头之间间隙内流体 运动的自振频率,研究了间隙内流体运动的共振现象.     

港口非线性波浪耦合计算模型研究

建立了外域用差分法求解高阶Boussinesq方程、内域用边界元法求解Laplace方程的二维船 非线性波浪力时域计算的耦合模型. 研究了该类耦合模型的匹配条件、耦合求解过程和内域、 外域公共区域长度的确定. 该耦合模型计算结果与只用边界元求解Laplace方程模型的计算 结果和实验结果对比表明,该耦合模型不仅计算精度高,而且计算效率快,适用于研究较大 区域内波浪对物体的非线性作用.     

多个椭圆柱波浪力的一种解析解

波浪在大尺寸结构表面产生不可忽略的散射波, 该散射波在多柱体体系中继续传播, 并在同体系中的其他柱体上产生高次散射波. 本文基于椭圆坐标系和绕射波理论首先推导了波浪作用下椭圆单柱体产生的散射波压力公式, 随后考虑该散射波在多柱体系中的传播, 将其视为第二次入射波, 推导出柱体上第二次散射波压力公式, 同理可以推导出高次散射波压力公式, 最后得到椭圆多柱体波浪力解析解, 并用数值解验证了本文解析方法的正确性. 本文以双柱体和四柱体体系为例, 分析了不同参数(波数、净距、波浪入射角度等)下, 高次散射波对柱体上波浪作用的影响. 结果表明: 波数较大的情况下, 高次散射波引起柱体上的波浪力不能忽略; 结构间距较大的情况下, 虽然高次波的作用有减小的趋势但仍然明显; 高次散射波来自多个柱体对入射波的散射, 柱体数目的增加后, 高次波的影响会增加, 结构所受的高次波作用因参数变化而起的波动会变剧烈; 高次波对上游柱体波浪力的贡献较对下游柱体的贡献大.      

几何非对称桩基结构波浪力和群桩系数实验研究

本文通过对几何非对称群桩进行的一系列规则波和不规则波实验,对六种不同间距、四种不同角度排列的群桩进行了研究.根据非对称群桩波浪力实验数据对无量纲波浪力经验公式进行了修正.在此基础之上推导了非对称群桩结构的群桩系数.     

波浪与外壁开孔双筒柱群的相互作用

应用速度势的特征函数展开和透空壁内两壁间压力差和流体速度成正比的线性模型,建立 了波浪与外壁开孔同轴双筒桩柱群相互作用的线性解析解. 应用这一模型进行了数值计算, 用以检验孔隙系数对双筒柱上的波浪力和波面高度的影响. 结果表明,外壁孔隙系数的增加 对减小波浪力和柱外波面高度有很大影响.     

三维波浪-流-串行桩柱相互作用的数值分析

为探讨波浪-流-串行桩柱的相互作用,建立了三维数值模型,采用大涡模拟(LES)方法对湍流进行模拟。研究了波浪-流-串行桩柱相互作用下的拖曳系数,对波浪-流靠近结构时的非线性相互作用引起的拖曳力和涡的变化,以及在结构前后自由面的变化进行了分析,并且与波浪-流与孤立桩柱相互作用的研究进行比较。结果表明:由于桩柱的存在,在波浪-流的传播过程中出现了时间延迟,这就导致了桩柱前后附近自由面水位存在较大的位移差;由于桩柱之间互相干扰,下游桩柱的存在导致上游桩柱附近不能形成非对称的周期性涡脱落,上游桩柱横向拖曳力受到影响最大,顺方的拖曳力也受到明显影响;下游桩柱横向和顺向的拖曳力都受到较大的影响;同时涡的脱落会把其附近的自由面吸入。     

基于相平均方法的折射绕射联合波浪模型

近岸带波浪运动的研究具有很重要的工程意义,近年来已获得了较丰硕的研 究成果并发展了许多波浪模型,而基于不同理论的波浪模型往往具有特定的适用性. 在海岸 工程中应用比较广泛的一类波浪模型以波能(波作用量)守恒为基本依据,如SWAN模型. 该 类模型在实际工程中已经得到了大量的应用,但该类模型未计及波浪绕射效应,成为其突出 的缺陷之一. 如何对模型做适当的改进,使之适用于波浪绕射的模拟,从而在原有基础上拓 广模型的应用范围是一项具有实际意义的研究工作. 该文采用波能(波作用量)守恒方程描 述近岸带波浪运动,通过引入绕射因子,得到折射、绕射联合波浪模型,从而拓广了模型的 应用范围. 通过实际算例验证,表明所建立的模型计及了波浪折射、绕射作用,对相平 均波浪模型在波浪绕射效应模拟方面的改进具有一定的意义.     

规则波中圆形承台对桩基波浪力的影响

近海软基条件中跨海桥梁和风电场工程大多采用承台桩基结构.圆形承台波浪力的计算采用基于线性势流理论和特征函数展开的解析方法,桩柱波浪力的计算采用Morison公式,讨论并发展了波浪对圆形承台及其下部桩柱的作用力的工程计算方法.研究了承台的存在对桩基波浪力的影响,针对某典型桩基结构布置形式给出了承台效应系数和群桩系数随相对水深、无量纲承台半径、相对浸深等参数的变化规律.     

随机波浪作用下近岸波流场的数值模拟

结合近岸波浪抛物型缓坡模型和近岸波流场模型,对近岸不规则波浪及其破碎后所产生的流场进行了数值模拟. 在不规则波浪场的模拟中,采用JONSWAP波浪谱对入射单向不规则波浪要素按等分频率法进行离散,应用考虑波浪不规则性和破碎效应的抛物型缓坡方程对波浪场进行数值模拟,并基于抛物型缓坡方程中的波浪势函数等参数计算波浪辐射应力,以波浪辐射应力为主要动力因素基于近岸流数学模型对近岸波浪破碎所产生的近岸流场进行数值模拟,并对数值模拟结果进行了验证. 模拟结果表明该模型可有效地用于研究波浪破碎产生的近岸波流场.      

基于复数矢径的波叠加法解声辐射问题

利用波叠加法与结构动力分析中的相似性,提出了一种在波叠加法中克服解非唯一的通用方法,即在虚拟源强系统中加入一定的虚拟阻尼从而能获得全波数域内的唯一解,并以此为基础提出了一种新的加入虚拟阻尼的方法--复数矢径波叠加法.文中给出了脉动球和摆动球两个数值算例,计算结果表明:本文方法不仅能有效解决数值求解过程中解非唯一的问题,且计算时间只与标准波叠加法相当,计算精度却比同类方法高.     

基于波动法的框式结构功率流主动控制方法与实验研究

为了研究扰动影响下框式结构中的功率流传播与主动控制,首先采用波动方法建立了框式结构的动力学模型并获得了其在扰动下的精确动力学响应,进一步得到结构中传播的功率流,并以此为目标函数,优化得到了最优控制力的大小与相位,然后对结构施加最优控制力,实现了框式结构的功率流主动控制.对框式结构功率流主动控制方法进行了数值计算分析与实验验证.结果表明:采用波动方法计算框式结构的动力学响应精确可靠;通过数值计算与实验研究可知功率流主动控制可以明显降低框式结构全频域内的抖动,验证了基于波动方法功率流主动控制的正确性与有效性.     

半无限长弹性杆与有限长弹性地基梁横向冲击的冲击力近似公式

本文对具有初速的半无限长弹性杆与初始静止的有限长弹性地基梁的横向冲击问题进行了研究，用伽辽金原理求出了冲击力的近似公式，并对结果进行了，得出有关结论。