發(fā)布時間：2024-07-02 01:24

　　在已有的波浪輻射繞射理論求解水下開孔結構的運動響應方程時,首先建立水下開孔結構幾何模型,應用波浪輻射、繞射理論和邊界單元方法,建立相應的邊界積分方程,求解開孔結構的運動響應方程。通過研究發(fā)現(xiàn)開孔結構的運動響應中流體粘性阻尼的影響不能忽略。本研究以此為切入點,利用已經(jīng)開發(fā)的波浪數(shù)值水槽方法產(chǎn)生入射波浪,通過FLUENT的UDF功能實現(xiàn)開孔結構的強迫運動流構耦合分析,最終得到運動響應方程中的粘性阻尼系數(shù)。研究發(fā)現(xiàn):流體粘性力主要集中在結構近壁面處,并且開孔結構的厚度對粘性系數(shù)有影響。開孔結構在垂蕩方向和縱蕩方向的粘性力系數(shù)在1.10?10 ^2-左右,橫搖時開孔結構的粘性力系數(shù)在2.80?10^2-左右。開孔結構的垂蕩、縱蕩和橫搖運動對水槽內(nèi)的流體均產(chǎn)生了明顯的擾動,開孔結構上部對流場的擾動比較大。結構兩側消波效果明顯,局部區(qū)域產(chǎn)生繞流現(xiàn)象,對流體的速度分布產(chǎn)生了重要影響;開孔結構的縱蕩運動,結構周圍流場速度較小,在結構底部有明顯的繞流現(xiàn)象產(chǎn)生,但是縱蕩運動流場速度比垂蕩流場要大。橫搖運動下,水平方向上的速度分量明顯大于垂直方向。

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 相關問題研究動態(tài)
    1.3 本文研究內(nèi)容及結構框架
2 數(shù)學模型與基本理論
    2.1 數(shù)學模型
        2.1.1 坐標系的選取
        2.1.2 邊界條件及控制方程
    2.2 邊界積分方程
    2.3 波浪力
    2.4 附加質(zhì)量和阻尼系數(shù)
    2.5 反射系數(shù)R_F和透射系數(shù)RT

    2.6 物體運動方程
    2.7 邊界積分方程的離散化
        2.7.1 離散化單元
        2.7.2 流場速度計算公式
    2.8 波浪力作用下的運動分析
3 Fluent數(shù)值模擬技術
    3.1 多相流
    3.2 動網(wǎng)格簡介
    3.3 UDF簡介
    3.4 本章小結
4 波浪數(shù)值水槽的模擬
    4.1 波浪數(shù)值水槽模型
    4.2 基本控制方程
    4.3 造波和消波原理
        4.3.1 造波原理
        4.3.2 消波原理
    4.4 程序驗證
        4.4.1 波浪數(shù)值水槽
        4.4.2 模擬過程設置
        4.4.3 數(shù)值模擬和理論解的對比
    4.5 開孔結構在波浪數(shù)值水槽中的最初模擬
        4.5.1 網(wǎng)格劃分
        4.5.2 模擬結果
    4.6 本章小結
5 水槽中開孔結構強迫運動響應分析
    5.1 網(wǎng)格劃分
    5.2 Fluent計算設置
    5.3 開孔結構垂蕩運動的動力響應分析
    5.4 開孔結構縱蕩運動的動力響應分析
    5.5 開孔結構橫搖運動的動力響應分析
    5.6 網(wǎng)格加密后的阻尼力及系數(shù)
    5.7 本章小結
6 水槽中開孔結構運動結果分析
    6.1 開孔結構垂蕩運動結果分析
    6.2 開孔結構縱蕩運動結果分析
    6.3 開孔結構橫搖運動結果分析
    6.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3999480

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