原文传递
基于B样条面元法的浮体二阶水动力计算
| 论文题名： | 基于B样条面元法的浮体二阶水动力计算 |
| 关键词： | B样条面元法;参数值反算;有限水深格林函数;二阶水动力力;三重亨格尔函数积分;海洋结构物 |
| 摘要： | 海洋结构物的二阶波浪力计算一直是在海洋工程技术研究领域的一个重要内容。本文基于B样条高阶面元法，对浮体的一阶、二阶水动力计算进行了研究，给出了一种有限水深格林函数的改进算法，并将对称性的应用引入到基于B样条面元法的二阶水动力计算中来提高计算效率。 对B样条面元的相关几何计算和B样条面元的生成方法进行了简单介绍，并给出了一种适用于任意三维浮体的基于PCL语言的浮体湿表面B样条面元生成方法。 根据三维频域线性理论，对基于B样条面元法的无航速浮体的水动力系数波浪激励力计算，不规则频率消除，运动响应求解，剖面载荷计算以及压力加载进行了研究，针对压力加载问题给出了一种基于最小二乘法的任意点的参数值反算方法，解决了一些采用B样条面元法波浪载荷计算时的基本问题。 为了考虑水深对水动力，尤其是二阶水动力的影响，本文提出了一种有限水深格林函数的改进高斯拉盖尔算法，这种方法对传统的高斯拉盖尔算法进行了两点改进，不仅提高了被积函数的收敛性，而且解决了传统方法高斯拉盖尔算法在频率较高时计算失真的现象，此外，本文将有限水深格林函数场点源点对称性引入到计算中，大大提高了计算精度和计算效率。 基于二阶频域理论，对基于B样条面元法的浮体二阶绕射力求解进行了研究。对物面非齐次项、近场自由面非齐次项和远场自由面非齐次项的计算进行了讨论。给出了一种速度势对直角坐标二阶偏导数的隐式计算公式，并验证了龙贝格积分和高斯拉盖尔积分相结合的方法用于计算三重亨格尔函数积分的有效性。 为了提高计算效率，介绍了对称性在B样条面元法中的应用。首先分析了格林函数的场点源点对称性和几何对称性，并由此入手，对对称性在速度势求解矩阵中的应用进行了分析。基于任何一函数均可写成一对称函数和反对称函数的思想，给出了物面一阶速度势的一阶和二阶偏导数以及自由面速度势一阶偏导数的对称性分解，进一步的得到了物面强迫项和自由面强迫项对称性分解，从而将对称性引入到二阶速度势求解中，使二阶速度势求解的计算量大大降低。 |
| 作者： | 刘日明 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 任慧龙 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
