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考虑粘性的船-水-厢耦合系统动力分析
| 论文题名： | 考虑粘性的船-水-厢耦合系统动力分析 |
| 关键词： | 升船机;非线性水波;粘性系数;系统衰减率;耦合系统;动力分析 |
| 摘要： | 为了考虑水体的粘性对升船机船-水-厢耦合系统的影响,论文首先推导了应用Rayleigh粘性系数和非线性波动理论的粘性流体控制方程,经摄动法分解后运用迦辽金有限法进行有限元离散,得到水体的一、二阶速度势方程组.将流体的控制方程和刚体运动方程耦合,建立了完整的考虑水体粘性的、船-水-厢系统耦合有限元方程组.采用与三峡升船机船厢子系统1:50比例的实验模型,我们观察了不同频率,不同粘度下水体自由面的波动情况,测量了波幅随时间的自由衰减的变化值,得到系统的粘性衰减率.分析所得到的实验数据并和数值计算结果比较,我们发现表面粘性系数和系统粘性衰减率呈线性关系.利用从实验中得到表面粘性系数,我们在时域上求解了完整的船-水-厢耦合系统的有限元方程组,并将结果与理想流体的船-水-厢时程分析比较,发现粘性的存在使得水面的晃动迅速衰减,而二阶水波的非线性影响更明显.最后,本文通过大量数值计算和实验数据分析,给出了一些较有意义的结果,以供三峡升船机工程设计参考. |
| 作者： | 金英 |
| 专业： | 流体力学 |
| 导师： | 程耿东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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