A second order volume of fluid （VOF） scheme for numerical simulation of 2-D breaking waves

Among all environmental forces acting on ocean structures and marine vessels, those resulting from wave impacts are likely to yield the highest loads. Being highly nonlinear, transient and complex, a theoretical analysis of their impact would be impossible without numerical simulations. In this paper, a pressure-split two-stage numerical algorithm is proposed based on Volume Of Fluid (VOF) methodology. The algorithm is characterized by introduction of two pressures at each half and full cycle time step, and thus it is a second-order accurate algorithm in time. A simplified second-order Godunov-type solver is used for the continuity equations. The method is applied to simulation of breaking waves in a 2-D water tank, and a qualitative comparison with experimental photo observations is made. Quite consistent results are observed between simulations and experiments. Commercially available software and Boundary Integral Method (BIM) have also been used to simulate the same problem. The results from present code and BIM are in good agreement with respect to breaking location and timing, while the results obtained from the commercial software which is only first-order accurate in time has clearly showed a temporal and spatial lag, verifying the need to use a higher order numerical scheme.     

基于重要性重采样粒子滤波器的机动目标跟踪方法

采用重要性重采样技术改进了标准粒子滤波算法,通过设定有效采样尺度来减少权值较小的粒子数目,在一定程度上克服了退化现象。仿真结果表明,采用PF跟踪机动目标,其跟踪精度要高于IMM,说明PF具有较强的处理非线性系统的能力;对标准PF采用重要性重采样策略后,PF的跟踪精度和平稳性都得到了进一步改善。     

蜂窝式夹芯层结构横向耐撞性能数值仿真研究

蜂窝式夹层板结构具有强度高、结构轻等优越的性能,其中夹芯层结构起关键作用。文中采用非线性有限元软件MSC/Dytran模拟仿真了蜂窝式夹芯层结构在横向冲击载荷作用下的渐进屈曲过程,分析了结构的耐撞性能,结构参数对耐撞性能的影响。研究分析表明:蜂窝式夹芯层结构在横向冲击载荷作用下具有稳定的压溃载荷、较长的有效行程,具有优良的吸能特性。结构密度是影响结构耐撞性能的关键因素;夹芯层高度对结构的耐撞性影响不大,增加结构夹芯层高度结构吸能增加。     

高阶近似抛物缓坡方程的随机波模型

文章基于高阶近似抛物缓坡方程,利用线性叠加原理建立了自然地形条件下综合考虑水波折射、绕射的随机波模型。通过对Vincent和Briggs的不规则波实验资料的数值模拟,对本模型进行了验证,计算结果和实验结果符合得比较好。并且通过数值计算得出了一些重要结论,对工程计算有重要意义。     

深水航道对波浪传播影响规律的研究

航道对波浪的作用已经成为深水港建设的关键技术,本文就航道对波浪传播的影响规律进行了广泛的探讨。根据物理模型和数学模型的试验结果,分别阐述了航道水深、航道边坡坡度、航道宽度、海僬坡度以及波浪入射角对波浪传播变形的影响。文中还就临界入射角在工程中的意义、截短航道进行模型试验的可行性以及最大波高与水深比等进行了分析与论证。研究成果对港口及航道工程的规划设计具有指导意义。     

潜器的随行波减阻降噪贴敷层

21世纪,随着沿海战战略思想的强化,国际上正在加强各种水下航行器壳体贴敷层的研究。本文给出硬质随行波减阻降噪贴敷层的几何参数设计及原理。     

流体管道径向约束对管壁弯曲波传递的影响分析

将管道径向约束简化为沿周向的径向线力,利用线力作用下管壁的原点导纳和传递导纳,对含均匀流管道上的弯曲波通过径向环约束的传递特性进行了计算分析。分析结果可用于评价管道径向约束的隔振效果和管路系统的振动控制设计。     

海浪与船舶安全航行

本文采用流体重力波动力学原理,分析因流体重力波引起的海面动能的传播,即海水表面质点的扰动,对航行在大风浪的船舶有一定的影响,为了使船舶在大风浪中安全、经济航行,航海人员必须了解大风浪的发生、发展和传播,并采取有效、合理的措施,保证船舶在大风浪中安全、经济航行。     

隔冲系统中非线性刚度的应用

隔振系统除了应满足对提出的有关隔振性能的要求外,还应满足有关隔冲性能的要求,本文分析论证了：隔振系统采用合适的非线性元件, 可以在不损害其隔振性能的同时,满足其对隔冲性能的要求。     

航海安全水池三维造波机造波特性与实际波浪模拟应用

对船研所风、浪、流水池造波机的皮特性结合具体工程试验提供一些基本测试参数和使用范围,以波谱形式给出二维不规则波模拟结果,便于今后使用时进行参考。