码头前系泊船舶的附加紧水体质量系数

船舶附加水体质量是影响系泊船舶撞击力的重要因素之一.为了制定更为合理的系泊船舶荷载设计标准.需要针对船舶的附加水体质量系数开展深入的参数研究.采用三维频域方法,分别对无限开敞水域和半无限开敞水域中不同船型进行了计算,分析了船舶尺度、水深、装载度和码头类型等因素对附加水体质量系数的影响.结果表明:船舶尺度(或装载度)越大...     

三维浮体二阶辐射问题的时域模拟

采用二阶时域理论对任意三维物体的非线性波浪辐射问题进行了研究.对自由表面边界条件和物面边界条件进行Taylor级数展开,采用Stokes摄动展开建立相应的一阶和二阶边值问题,而且此边值问题的计算域不随时间变化.使用基于B-样条的边界元方法计算每一时刻的波浪场,二阶自由表面边界条件在时间上进行数值积分.在自由表面加一个人工阻尼层以避免波浪的反射.对二阶物面边界条件采用数学手段,推导出一个没有二阶空间导数的表达式,以便于计算.本文对强迫正弦垂荡和纵荡运动的截断圆柱进行了计算,讨论了漂浮结构的二阶水动压力影响,计算结果与已有结果十分吻合.     

波浪对外壁开孔双圆筒结构的作用

以速度势的特征函数展开和透空壁内两壁间压力差和流体速度成正比的线性模型为基础,对于波浪和透空外壁同轴双筒柱之间的相互作用,可以得到一个线性半解析解.数值实验用以检验孔隙系数和透空部分大小,以及内外柱径之比对双筒柱上波浪力和波面高度影响.文中还列举出物理模型实验结果与数值实验结果的比较,可以看出二者吻合较好.通过调整备个系数,双筒柱可以减小波面高度及波浪荷载.     

柱坐标下多极子展开法及其在波浪与浮体作用方面的应用

本文采用边界元法计算波浪与浮体的作用.边界元法可以把三维问题转化为二维问题计算,这样只需在物体表面上离散单元,从而降低计算的存储量和计算量.但边界元法的局限性在于存储量级和计算量级都为未知量N的平方量级(O(N2)),因此当浮体较大时,随着未知量个数的增加,计算量和存储量都以平方量级递增.本文对水波问题的边界元法在柱坐标下展开,并建立了一个多极子展开法来解决这一问题,使存储量级和计算量级都降低到未知量N的线性量级(O(N)).计算结果表明该多极子展开法在提高计算速度、降低计算机存储量的同时也保证了计算的精度.     

内部摆式波能转换装置的水动力特性分析

文中基于势流理论分别建立了内部摆式波浪能量转换装置的频域和时域分析模型。文中模型可以求解装置运动过程和能量俘获效率。应用频域分析模型,开展了活塞阻尼、活塞刚度、线性系泊刚度和波浪频率对俘获能量影响的系统研究,给出了波能转换装置的最优参数范围。对于满足线性约束下的小幅度运动装置,开展了时域模型和频域模型的对比计算研究。通过对比时域模型和频域模型的运动幅值计算结果,验证了两模型的一致性和正确性。     

基于镜像SPH的三维容器液体晃荡研究

基于SPH方法对液体在三维矩形容器中的非线性晃荡问题进行了数值模拟研究。采用镜像粒子边界建立三维模型,成功解决传统SPH方法在容器壁产生缝隙的问题。对横荡和横摇两种容器运动形式进行数值模拟,在液面时间历程、不同时刻液体形态、点压强以及液体晃荡作用力等方面与其他学者的实验研究结果和数值计算结果进行对比验证,表明此三维模型的正确性。     

基于模糊评判的船型变换法及软件实现

将模糊理论应用到船体线型设计中,提出了一种新的横剖面面积曲线生成和线型变换法。特点是在给定方形系数 Ｃ_ｂ、浮心纵向位置 Ｌ_（ｃｂ）和傅汝德数 Ｆｎ后自动或人机交互地调整模糊权函数,生成一系列满足设计要求的船体横剖面面积曲线。在给定母型船后就能生成系列新船型供进一步优选,使计算机辅助船体线型设计更加灵活、方便和实用。２０００ｔ供油船、２８０００ｔ多用途船和１５００００ｔ油船的线型设计,证明了该方法的先进性和实用性。     

海上结构物周围波高的数值模拟

边界元法作为一种高效的数值方法,凭借其自身的优势,已经在土木工程和海洋工程等许多领域得到了广泛的应用.在对海上结构物的设计过程中,可以采用边界元法对同一结构物的不同设计方案进行数值模拟,对所得的计算结果进行比较、分析,根据工程的实际要求最终选择一个合理的结构型式.在波浪高度的模拟中,由于积分方程的准奇异性,直接计算往往产生很大的计算误差.本文应用单元细分方法解决了准奇异积分的问题,对物体周围的波高计算,可以得到高精度的计算结果.应用该方法本文计算了固定在水中的均匀直立圆柱周围的波高分布,与解析解吻合得很好,验证了计算程序的正确性.接着计算了不同截面型式圆柱周围的波高分布,比较了相同特征尺度、不同型式的柱状结构物对附近波高分布的影响.     

特大0~#块临时支架力学性能分析及测试

鉴于青弋江大桥0#块长度、宽度、混凝土体量皆为国内同类型高速铁路四线客运专线桥最大,对该0#块临时支架系统进行力学性能分析及测试,同时可为同类型0#块临时支架系统设计和监测提供依据和参考。对该0#块临时支架系统进行了强度、刚度及稳定性分析,在此基础上制定了相应的测试方案,获得支架系统各部分应力变化情况,进而分析控制施工过程,确保施工安全,并将现场测试的结果与理论分析结果对比,检验利用对称性测量方法在实际施工应用中的可行性,验证支架系统是否满足刚度、强度和稳定性要求。     

方箱与直墙间窄缝内流体共振的试验研究

窄缝流体共振现象广泛见于海上多浮体联合作业以及码头前的船舶靠泊。文中以直墙前固定方箱的窄缝流体共振问题为简化模型,开展了室内试验工作,考虑了不同的入射波频率和波高的影响作用。研究工作表明,试验观测到的共振波高可达到入射波波高的7倍以上,且共振波高随入射波波高呈幂函数关系增大。直墙一窄缝一方箱系统的反射系数对方箱吃水深度、窄缝宽度和入射波波高存在复杂的非线性依赖关系,这体现了共振响应过程中的机械能损耗机制。