原文传递
基于SPH方法的波浪与圆形浮体相互作用研究
| 论文题名： | 基于SPH方法的波浪与圆形浮体相互作用研究 |
| 关键词： | 圆形浮体;波浪;相互作用;流体动力学模拟;数值计算 |
| 摘要： | 本文主要运用一种基于拉格朗日的无网格粒子法，即光滑粒子流体动力学法（SPH方法），建立一种基于 SPH方法的数值计算模型，模拟波浪和浮体的相互作用，通过建立数值模型，分析比较波浪与浮体相互作用的运动响应，从而将 SPH方法运用到波浪作用下的浮体运动方程的建立和计算中，为人类开发利用海洋资源所需的浮体部分提供数值计算依据。本文的研究内容主要包括以下几个部分： 首先，介绍SPH方法的基本理论和基本思想，引进光滑函数的构造条件和类型，概括SPH方法的控制方程，并对SPH粒子的运动进行介绍，同时简述了SPH方法的数值技术以及SPH程序的实现过程。 其次，基于SPH方法建立了三种不同的自由表面流体运动的数值模型：一是建立溃坝数值模型，模拟溃坝形成过程中水体自由流动、水体与壁面撞击产生水花，进而反射形成波浪的物理过程；二是建立楔体入水数值模型，模拟楔体入水时，水体表面受到楔体的挤压，在重力、压力和表面张力等多种因素的共同作用下，自由液面随着楔体的下降产生压力，从而形成喷射的过程；三是建立水体绕流运动数值模型，模拟水流对方形浮体的冲击作用和水流遇到障碍物的绕流现象。 第三，基于SPH方法建立了数值波浪水槽模型，通过推波板进行造波，将推波板的位移方程用SPH方法进行数值模拟，同时介绍了两种消波方法，主动吸收式造波和粘性消波。 最后，基于SPH方法建立波浪与浮体的运动模型，模拟并分析了波浪作用下方形、圆环形、双圆环形的浮体运动响应，通过这三种不同形状浮体的速度、位移、纵荡、横荡、升沉、横摇、纵摇以及回转来进行数据分析，并将方形浮体的模拟值与试验值进行对比验证，同时进行不同波况下的圆环形浮体运动响应分析，从而为浮体的数值计算提供依据。 |
| 作者： | 李婧文 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 陈昌平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海洋大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
