双色波传播过程中长短波相互作用的非线性数值模拟研究

1

作者 郭欣然 刘石 +2 位作者 杨毅 陈丽芬 宁德志 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期95-101,共7页

针对波浪在传播过程中的波面变形机制问题,本文采用时域高阶边界元方法建立完全非线性波浪数值水槽,并模拟研究了单色波和双色波在常水深地形上的非线性传播特性。该模型在自由水面满足完全非线性边界条件,采用混合欧拉-拉格朗日方法追... 针对波浪在传播过程中的波面变形机制问题,本文采用时域高阶边界元方法建立完全非线性波浪数值水槽,并模拟研究了单色波和双色波在常水深地形上的非线性传播特性。该模型在自由水面满足完全非线性边界条件,采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时表面,利用四阶龙格库塔方法更新下一时间步的波面和速度势。通过与已有实验结果对比,证明了本文模型的准确性。研究发现:双色波传播过程中长短波的相互作用,会诱发波面的剧烈变形,并产生次峰。长短波相互作用诱使更多的波浪能量从低频向高频传递,并激发出更高阶的波浪成分。同时,该作用机制随着长短波波长比的增大而增强。 展开更多

关键词 长短波相互作用 完全非线性波浪数值水槽 时域模拟 波面变形 能量转移 高阶谐波 双色波

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三维完全非线性波浪水槽的数值模拟 被引量：9

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作者 王大国 邹志利 唐春安 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期138-144,共7页

用有限元求解拉普拉斯方程,建立了三维完全非线性数值波浪水槽.跟踪流体自由表面的方法为满足完全非线性自由表面条件的半拉格朗日法,对离散单元采用20节点的六面体二次等参数单元.并把数值计算结果与水面初始升高产生箱体内流体运动解... 用有限元求解拉普拉斯方程,建立了三维完全非线性数值波浪水槽.跟踪流体自由表面的方法为满足完全非线性自由表面条件的半拉格朗日法,对离散单元采用20节点的六面体二次等参数单元.并把数值计算结果与水面初始升高产生箱体内流体运动解析解和二阶斯托克斯波理论解进行了对比,结果表明该模型是稳定的、守恒的,能精确模拟非线性波浪的产生和传播. 展开更多

关键词 拉普拉斯方程 有限元 波浪水槽 完全非线性

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无限水深内完全非线性数值波浪水槽建立 被引量：2

3

作者 宁德志 滕斌 +1 位作者 勾莹 孙金丽 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期937-943,共7页

基于无旋、不可压的势流理论,利用高阶边界元法建立了一种可应用于无限水深的无粘三维完全非线性数值波浪水槽.研究中,自由水面条件为完全非线性边界条件,进而可以模拟任意强的非线性波浪.将镜像格林函数应用到无限水深的数值波浪水槽中... 基于无旋、不可压的势流理论,利用高阶边界元法建立了一种可应用于无限水深的无粘三维完全非线性数值波浪水槽.研究中,自由水面条件为完全非线性边界条件,进而可以模拟任意强的非线性波浪.将镜像格林函数应用到无限水深的数值波浪水槽中,以至于两水槽侧壁可以排除于计算域外.为了产生相应的入射波和吸收出流波浪,一个由点源组成的造波装置被布置在计算域内,同时在出流边界布置人工阻尼层来吸收出流波浪.线性的和完全非线性数值实验验证了所建立的数值模型可以用来产生无限水深的任何指定波浪,计算结果与解析解吻合得很好,且在出流边界没有反射. 展开更多

关键词 数值波浪水槽 镜像格林函数 高阶边界元法 完全非线性

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三维完全非线性波浪水槽的数值模拟(英文) 被引量：3

4

作者 王大国 邹志利 刘霞 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第6期577-586,共10页

用有限元求解拉普拉斯方程,采用满足完全非线性自由表面条件的半拉格朗日法追踪流体自由表面,离散单元采用20节点的六面体二次等参数单元,建立了三维完全非线性数值波浪水槽。把数值计算结果与水面初始升高产生箱体内流体运动解析解和... 用有限元求解拉普拉斯方程,采用满足完全非线性自由表面条件的半拉格朗日法追踪流体自由表面,离散单元采用20节点的六面体二次等参数单元,建立了三维完全非线性数值波浪水槽。把数值计算结果与水面初始升高产生箱体内流体运动解析解和二阶斯托克波理论解进行了对比,结果表明该模型是稳定的、守恒的,能精确模拟非线性波浪的产生和传播,为今后研究非线性波浪对船舶等非规则物体的作用提供了参考。 展开更多

关键词 三维波浪水槽 完全非线性 拉普拉斯方程 有限元

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数值波浪水槽中完全非线性浅水波仿真特性研究 被引量：1

5

作者 孙雷 蒋月 +1 位作者 姜胜超 刘昌凤 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2019年第5期37-47,共11页

应用基于势流理论的时域高阶边界元方法,建立一个完全非线性的三维数值波浪水槽,通过实时模拟推板造波运动的方式产生波浪。通过混合欧拉拉格朗日方法和四阶Runge-Kutta方法更新自由水面和造波板的瞬时位置。利用所建模型分别模拟了有... 应用基于势流理论的时域高阶边界元方法,建立一个完全非线性的三维数值波浪水槽,通过实时模拟推板造波运动的方式产生波浪。通过混合欧拉拉格朗日方法和四阶Runge-Kutta方法更新自由水面和造波板的瞬时位置。利用所建模型分别模拟了有限水深波和浅水波,与试验结果、相关文献结果和浅水理论结果吻合较好,且波浪能够稳定传播。系统地讨论造波板的运动圆频率、振幅和水深等对波浪传播和波浪特性的影响,并对波浪的非线性特性进行分析,研究发现造波板运动频率、运动振幅以及水深均将对波浪形态和波浪非线性产生显著影响。结果为真实水槽造波机的运动控制以及波浪生成试验提供了依据,便于实验室设置更合理的参数来准确模拟不同条件下的波浪。 展开更多

关键词 造波板运动 数值波浪水槽 完全非线性 浅水波

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波流混合作用的完全非线性数值水槽模型 被引量：9

6

作者 宁德志 陈丽芬 田宏光 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1450-1455,共6页

针对海洋环境的波流混合作用问题,本文利用时域高阶边界元方法建立模拟波流混合作用的完全非线性数值水槽模型,其中自由水面满足完全非线性自由水面条件.采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶Runga-Kutta方法更新下一时... 针对海洋环境的波流混合作用问题,本文利用时域高阶边界元方法建立模拟波流混合作用的完全非线性数值水槽模型,其中自由水面满足完全非线性自由水面条件.采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶Runga-Kutta方法更新下一时间步的波面和速度势.为了避免由于网格运动变形而引起数值不稳定问题,在每一时间步内对网格进行重新划分,通过采用二次形状函数计算新网格的物理量和几何量.与原Boussinesq模型结果对比吻合很好,验证了本模型的准确性.进一步研究了水流作用下波面的变化及水流对波浪非线性的影响,逆流使波浪非线性进一步增强,而顺流使波浪非线性减弱. 展开更多

关键词 数值波浪水槽 时域高阶边界元 完全非线性 波流作用 混合欧拉-拉格朗日方法

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潜堤上波流传播的完全非线性数值模拟 被引量：6

7

作者 陈丽芬 宁德志 +1 位作者 滕斌 宋伟华 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期834-843,共10页

利用时域高阶边界元方法建立模拟波流混合作用的完全非线性数值水槽模型,其中自由水面满足完全非线性自由水面条件.采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用4阶Runge-Kutta方法更新下一时间步的波面和速度势.为了减少计算域,提... 利用时域高阶边界元方法建立模拟波流混合作用的完全非线性数值水槽模型,其中自由水面满足完全非线性自由水面条件.采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用4阶Runge-Kutta方法更新下一时间步的波面和速度势.为了减少计算域,提高计算速度,采用同时消除底面和侧面的镜像格林函数;在每一时间步内,对网格进行重新划分以避免由于网格运动变形而引起的数值不稳定问题.对水流中淹没潜堤上的波浪变形在水槽中开展了物理模型试验,并把试验结果和数值结果进行了对比,吻合得很好.进一步研究了水流及潜堤的存在对高阶谐波产生的影响. 展开更多

关键词 数值波浪水槽 时域高阶边界元 完全非线性 均匀水流 潜堤

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极限波浪运动特性的非线性数值模拟 被引量：2

8

作者 宁德志 滕斌 +1 位作者 姜立明 臧军 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期126-132,共7页

利用时域高阶边界元方法建立了模拟极限波浪运动的完全非线性数值模型,其中自由水面满足完全非线性自由水面条件。采用半混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶Runge-Kutta方法更新下一时间步的波面和速度势,同时应用镜像格... 利用时域高阶边界元方法建立了模拟极限波浪运动的完全非线性数值模型,其中自由水面满足完全非线性自由水面条件。采用半混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶Runge-Kutta方法更新下一时间步的波面和速度势,同时应用镜像格林函数消除水槽两个侧面和底面上的积分。研究中利用波浪聚焦的方法产生极限波浪,并且在水槽中开展了物理模型实验,将测点试验数据与数值结果进行了对比,两者吻合得很好。对极限波浪运动的非线性和流域内速度分布进行了研究。 展开更多

关键词 数值波浪水槽 镜像格林函数 高阶边界元 完全非线性 极限波浪

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不完全立波的二维数值波浪水槽模拟 被引量：2

9

作者 李炎保 黄凌燕 谷汉斌 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期105-110,共6页

利用二维数值波浪水槽研究波浪在防波堤前的运动状态 .模型选用Navier -Stokes方程作为基本方程 ,以有限元法对基本方程进行离散 .以直立堤前完全立波和越浪条件的不完全立波、斜坡堤前的不完全立波等典型情况的模拟为基础 ,组合这些典... 利用二维数值波浪水槽研究波浪在防波堤前的运动状态 .模型选用Navier -Stokes方程作为基本方程 ,以有限元法对基本方程进行离散 .以直立堤前完全立波和越浪条件的不完全立波、斜坡堤前的不完全立波等典型情况的模拟为基础 ,组合这些典型情况模拟削角堤前不完全立波运动 ,探讨其堤前波面、波节点及波腹点位置、波压力等特性变化 . 展开更多

关键词 数值波浪水槽 不完全立波 削角堤 防波堤 有限元法 建筑物

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完全非线性深水波的数值模拟 被引量：5

10

作者 周斌珍 宁德志 +1 位作者 滕斌 宋伟华 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期27-35,共9页

基于势流理论,并结合深水波质点运动从水面向下呈e指数衰减的特性,建立了完全非线性数值变深水槽模型,通过实时模拟活塞式造波机运动来产生波浪。采用时域高阶边界元法进行模拟,利用混合欧拉-拉格朗日方法和四阶Runge-Kutta方法追踪流... 基于势流理论,并结合深水波质点运动从水面向下呈e指数衰减的特性,建立了完全非线性数值变深水槽模型,通过实时模拟活塞式造波机运动来产生波浪。采用时域高阶边界元法进行模拟,利用混合欧拉-拉格朗日方法和四阶Runge-Kutta方法追踪流体瞬时水面,应用镜像格林函数消除了水槽两个侧面的积分,在水槽末端布置人工阻尼层来消除反射波浪。利用GMRES加速算法,提高了计算效率。利用所建模型对深水波进行了模拟研究,得到了稳定的波形,在造波板运动幅值较小时,与线性解析结果吻合良好;当造波板运动幅值较大时,体现出波浪的非线性特性。利用所建模型研究了造波板所在位置(上部台阶)水深对生成波浪高度的影响,由此可以选择合适的造波板所在位置水深及造波板运动幅值来得到所需要的深水波浪。 展开更多

关键词 造波板运动 数值变深水槽 完全非线性 高阶边界元 深水波

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完全非线性波浪与二维固定结构物作用的IGN-BEM耦合分析模型 被引量：2

11

作者 苏高飞 勾莹 滕斌 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第3期1-13,共13页

为高效准确地对完全非线性波浪与二维固定结构物的相互作用进行模拟分析,建立了二维完全非线性时域耦合模型。耦合模型将计算域划分为靠近结构物的内域和远离结构物的外域,每个区域均采用满足完全非线性自由水面边界条件的波浪模型进行... 为高效准确地对完全非线性波浪与二维固定结构物的相互作用进行模拟分析,建立了二维完全非线性时域耦合模型。耦合模型将计算域划分为靠近结构物的内域和远离结构物的外域,每个区域均采用满足完全非线性自由水面边界条件的波浪模型进行求解。在内域使用Laplace方程描述流体运动并采用高阶边界元法(BEM)对其进行求解;而在没有结构物的外域,波浪运动的控制方程为Irrotational Green-Naghdi(IGN)方程并采用有限元法(FEM)对其进行求解。内域和外域通过一段重叠区域进行耦合,从而实现模型间变量的传递。首先利用耦合模型分别对规则波的传播、直墙前立波的生成以及相关物理模型试验进行模拟,数值结果与精确解和试验结果的良好吻合验证了耦合模型耦合方式的合理性以及处理非线性问题的准确性;然后使用耦合模型模拟分析了波浪与固定结构物间的相互作用,并将结果与线性解析解以及完全非线性BEM模型的结果进行了对比分析,进一步证明了耦合模型的正确性与高效性。 展开更多

关键词 IGN模型 BEM模型 模型耦合 完全非线性 数值波浪水槽 规则波传播 立波模拟

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一个二维数值波浪水槽的改进 被引量：4

12

作者 何海伦 陈利琴 宋金宝 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期46-53,共8页

对Drimer,Agnon及Segre研发的数值波浪水槽(简称DAS),首先通过修正DAS中某些积分计算的错误,建立了第一个修正模型(MDAS1),使得模型更加准确稳定。其次,将DAS模型自由表面线性元近似替换为更为合理准确的三阶元近似,建立了第二个修正模... 对Drimer,Agnon及Segre研发的数值波浪水槽(简称DAS),首先通过修正DAS中某些积分计算的错误,建立了第一个修正模型(MDAS1),使得模型更加准确稳定。其次,将DAS模型自由表面线性元近似替换为更为合理准确的三阶元近似,建立了第二个修正模型(MDAS2),使得模型计算的波面更合理可靠。平底水槽中波群的生成及传播算例表明:与DAS结果相比,MDAS1对波面没有显著影响,而采用三阶元的MDAS2对波面有显著影响。与Hansen和Svendsen的实测资料相比较证实了两个修正模型的有效性。 展开更多

关键词 数值波浪水槽 边界元方法 波群 完全非线性水波

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一种适用于陡波条件下研究半潜平台周围波浪非线性爬升效应的计算方法 被引量：1

13

作者 单铁兵 杨建民 +1 位作者 李欣 肖龙飞 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期346-359,共14页

陡波条件下波浪沿柱体的非线性爬升效应一直是水动力学研究的热点问题,并成为半潜平台气隙预报的一个重要方面。文章基于N-S方程和连续性方程建立了三维数值波浪水槽,采用类似于深水试验池的摇板造波方式生成波浪。详细研究了多种网格... 陡波条件下波浪沿柱体的非线性爬升效应一直是水动力学研究的热点问题,并成为半潜平台气隙预报的一个重要方面。文章基于N-S方程和连续性方程建立了三维数值波浪水槽,采用类似于深水试验池的摇板造波方式生成波浪。详细研究了多种网格划分形式,并与试验测量值进行对比,确定了最优的网格划分方案,同时保证了数值方法的可行性。随后,在该数值水槽内对半潜平台周围波浪爬升效应进行了数值模拟。整个流域采用分块耦合网格划分技术,全部生成六面体结构化网格,提高了迭代运算的速度和求解的精度,并可捕捉到更为光顺的自由液面。结果表明,该方法能够对平台周围的波面分布进行详细的数值模拟,并预报出波浪非线性较强的区域,为模型试验前确定浪高仪的安装位置提供了重要依据。计算得到的波面分布和模型试验相似,进一步证明了该数值方法模拟波浪绕射和爬升等现象是可行的。此外,文中还从物理现象上模拟并分析了波浪沿立柱的绕射和爬升过程,可为今后进一步研究波物之间的非线性相互作用提供参考。 展开更多

关键词 波浪爬升 气隙 非线性 数值波浪水槽 摇板造波

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波能转换装置耦合振动非线性水动力特性研究 被引量：1

14

作者 耿大洲 陈启卷 +2 位作者 郑阳 顾兴远 牛玉博 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期135-144,共10页

针对一种新型波能转换装置,开展非线性水动力特性研究。在势流理论基础上,考虑装置不规则外形(不对称,且水线面面积不恒定)与位置变化等非线性因素对回复力的影响,并引入Morison模型分析流体黏性的附加惯性力效应与阻力效应,建立包含主... 针对一种新型波能转换装置,开展非线性水动力特性研究。在势流理论基础上,考虑装置不规则外形(不对称,且水线面面积不恒定)与位置变化等非线性因素对回复力的影响,并引入Morison模型分析流体黏性的附加惯性力效应与阻力效应,建立包含主要的线性与非线性水动力、从波能捕获到转换全过程的非线性动力学模型。利用计算流体动力学法搭建数值波浪水槽,开展波能转换装置响应的准确模拟,并将数值波浪水槽与所提出的非线性动力学模型的结果对比,进行非线性水动力的效应研究和系数辨识。结果表明:传统线性模型造成对波能转换性能的过高估计,非线性水动力模型显著提高了自由衰减振荡、波浪-装置耦合响应等过程的计算精度;Morison模型系数在不同工况中是变化的,幅值响应因子的计算在共振频率附近对Morison模型系数的敏感性最高。研究结果可为准确、快捷地衡量波能转换装置性能提供指导。 展开更多

关键词 波能转换装置 非线性水动力 数值波浪水槽 波浪-装置耦合响应

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非线性波消波及波场分布研究 被引量：1

15

作者 王巧莎 李明海 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期30-38,共9页

本文基于雷诺平均N-S方程,并结合RNG k-e方程建立了粘性数值波浪水槽,对不同波陡、不同相对水深、不同相对波高的非线性规则波的阻尼消波问题和波场分布进行研究。文中提出了两种描述消波区内部阻尼变化的阻尼函数,分别适用于小波陡情... 本文基于雷诺平均N-S方程,并结合RNG k-e方程建立了粘性数值波浪水槽,对不同波陡、不同相对水深、不同相对波高的非线性规则波的阻尼消波问题和波场分布进行研究。文中提出了两种描述消波区内部阻尼变化的阻尼函数,分别适用于小波陡情形和高波陡情形。研究结果表明,小波陡组消波区可设为一个波长,阻尼系数取10~4～10~5即可满足消波要求,计算结果与实验结果及造波理论吻合良好;高波陡组消波区可设为两个波长,阻尼系数取10~4～10~5亦可满足消波要求,计算结果与实验结果吻合良好。此外,当波陡较小时,波场内反射情况的小幅改变即可对整个波场造成影响,特别是当水深较浅时这种影响极为明显,需谨慎考虑。当波陡较大时,水波能量较高,整个波场沿水波传播方向可观测到明显的衰减现象,在具体试验中需进行考虑。 展开更多

关键词 阻尼消波 多孔介质 数值波浪水槽 推板造波法 非线性波造波

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潜堤坡度对波浪传播变形的影响 被引量：1

16

作者 毛鸿飞 韩龙 +2 位作者 赫岩莉 周忠兵 杨媛婷 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期76-84,共9页

应用OpenFOAM开源计算平台,基于黏性流理论和有限体积法建立数值水槽模型,系统验证了强非线性波浪的传播及潜堤地形上波浪传播变形的计算准确性和精度,并分析了入射波幅、潜堤坡度等因素对波浪传播特性的影响规律。结果表明:数值水槽模... 应用OpenFOAM开源计算平台,基于黏性流理论和有限体积法建立数值水槽模型,系统验证了强非线性波浪的传播及潜堤地形上波浪传播变形的计算准确性和精度,并分析了入射波幅、潜堤坡度等因素对波浪传播特性的影响规律。结果表明:数值水槽模型可较好地模拟强非线性波浪的生成和传播以及波浪经潜堤传播的变形过程;小波陡工况下水面波形具有较好的周期性规律,不同坡度之间存在相位差,具体表现为坡度越平坦,相位越滞后;强非线性波浪条件下,由于波浪破碎,不同坡度波面形态呈现强非线性,水面波形有较大差别;入射波陡由0.53%增大到3.00%的过程中,无量纲化波面的峰谷差均值逐渐减小,体现出潜堤反射作用随着波陡的增大而逐渐增强。 展开更多

关键词 潜堤坡度 波浪传播 非线性波浪 黏性流理论 数值水槽模型

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波浪与带窄缝多箱体作用共振现象的模拟研究 被引量：5

17

作者 宁德志 苏晓杰 滕斌 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期126-133,共8页

针对波浪与带有窄缝多箱体结构作用产生的流体共振问题,建立了基于域内源造波技术的二维非线性时域数值波浪水槽模型,其中自由水面满足完全非线性运动学和动力学边界条件,窄缝内流体引入人工阻尼来等效由于涡旋运动和流动分离引起的黏... 针对波浪与带有窄缝多箱体结构作用产生的流体共振问题,建立了基于域内源造波技术的二维非线性时域数值波浪水槽模型,其中自由水面满足完全非线性运动学和动力学边界条件,窄缝内流体引入人工阻尼来等效由于涡旋运动和流动分离引起的黏性耗散,计算域边界采用高阶边界元进行离散。通过模拟三箱体间两窄缝内相对波高变化,并与已发表的数值与实验结果对比,验证了本模型的准确性。同时通过大量的数值计算,分析了箱体数量对窄缝内水体共振频率、共振波高以及对结构反射波高和透射波高的影响。 展开更多

关键词 窄缝 流体共振 域内源造波技术 高阶边界元 非线性数值波浪水槽

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潜堤后高阶自由谐波的研究 被引量：4

18

作者 陈丽芬 宁德志 +1 位作者 滕斌 张建侨 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期165-172,共8页

基于高阶边界元方法的完全非线性数值水槽模型模拟潜堤地形上波浪的传播变形,通过与实验值进行比较,考察数学模型的正确性。采用两点法分离得到堤后高倍频自由波来研究入射波参数、水深对堤后高倍频自由波的影响。研究发现:基频波、二... 基于高阶边界元方法的完全非线性数值水槽模型模拟潜堤地形上波浪的传播变形,通过与实验值进行比较,考察数学模型的正确性。采用两点法分离得到堤后高倍频自由波来研究入射波参数、水深对堤后高倍频自由波的影响。研究发现:基频波、二阶和三阶自由波幅值分别与入射波波幅成线性、二次和三次函数关系,基频波幅值基本不随波浪周期变化,而二阶和三阶自由波幅值随波浪周期呈二次和三次函数关系增长。在保持入射波参数不变的情况下,堤后基频波的幅值随水深的增大在入射波幅值附近波动,没有明显的变化。 展开更多

关键词 数值波浪水槽 两点法 高倍频自由波 潜堤 完全非线性

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布拉格共振条件下的高阶谐波特性研究

19

作者 张时斌 宁德志 +2 位作者 陈丽芬 张崇伟 滕斌 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期753-760,共8页

为了考虑波浪在周期性地形上传播时诱发的布拉格共振现象和高阶谐波之间的相互影响,本文基于时域高阶边界元方法,建立二维完全非线性数值波浪水槽,数值研究布拉格共振条件下周期性地形诱发的高阶谐波特性。研究发现:随着潜体高度增加,... 为了考虑波浪在周期性地形上传播时诱发的布拉格共振现象和高阶谐波之间的相互影响,本文基于时域高阶边界元方法,建立二维完全非线性数值波浪水槽,数值研究布拉格共振条件下周期性地形诱发的高阶谐波特性。研究发现:随着潜体高度增加,二阶自由波透射系数呈现先增大后减小的趋势,而其反射系数则持续增大。同时,随着潜体长度增加,二阶自由波透反射系数均呈现增大的趋势,并最终各自稳定于一定值附近振荡。在布拉格共振条件下,除了普遍认为的自由波,二阶锁定波也将发生共振反射现象;此外,在布拉格共振条件下,周期性地形迎浪侧的二阶谐波波幅会出现“拍”和“寄生拍”的组合现象,使得迎浪侧波浪场更为复杂,并增加极端大波出现的概率。 展开更多

关键词 高阶谐波 布拉格共振 高阶边界元 完全非线性数值水槽 自由波 锁定波 周期性地形 反射系数 透射系数

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