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原文传递港口非线性波浪耦合计算模型

论文题名：	港口非线性波浪耦合计算模型
关键词：	Boussinesq方程;Laplace方程;欧拉方程;牛顿第二定律;非耦合非线性波浪;港口非线性波浪;耦合模型
摘要：	本文分别以Boussinesq方程,二维和三维Laplace方程,欧拉方程和牛顿第二定律作为基本控制方程,分别从非耦合非线性波浪计算模型、Boussinesq方程与Laplace方程耦合计算模型、Boussinesq方程与欧拉方程耦合计算模型三个方面对港口非线性波浪计算模型展开了研究.1)根据造波板做椭圆余弦运动或正弦运动速度,推导出数值模拟波浪水槽时固定入射边界上的二阶波浪入射边界条件.2)推导了波浪水槽造波板做正弦运动所产生波浪的高阶Boussinesq方程摄动展开解析解,讨论了该解析解的适用范围;3)对整个波浪水槽应用边界元方法数值模拟了波浪对物体的非线性作用;4)用有限元法求解三维Laplace方程模拟了三维完全非线性波浪水槽.4)建立了外域用有限差分法求解Boussinesq方程、内域用边界元法求解Laplace方程的二维耦合计算模型.研究了耦合计算的匹配条件、耦合求解过程和公共区域长度的确定,讨论了内域自由表面条件分别采用半拉格朗日法和拉格朗日法时的区别.5)提出了用最小二乘拟合法求Boussinesq方程的二阶、四阶水平速度公式中水深平均速度对水平坐标二阶、四阶的导数,讨论了Boussinesq方程的二阶水平速度公式相对四阶水平速度公式的适用范围.6)建立了外域用有限差分法求解Boussinesq方程、内域用有限元法求解Laplace方程的三维耦合计算模型.7)建立了外域用有限差分法求解Boussinesq方程、内域也用有限差分法求解欧拉方程的二维、三维耦合计算模型.讨论了耦合计算的匹配条件、耦合求解过程.对比了内域用欧拉方程的二维、三维耦合计算模型和内域用Laplace方程的二维、三维耦合计算模型的优缺点.8)对直立码头前固定箱体引起的非线性波浪运动,建立了外域用Boussinesq方程、内域用牛顿第二定律的二维耦合计算模型.
作者：	王大国
专业：	港口、海岸及近海工程
导师：	邹志利
授予学位：	博士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2005
正文语种：	中文