船舶有航速时三维时域格林函数计算方法研究 被引量：1

1

作者 鲁江 张楠 +1 位作者 张新曙 顾民 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期20-35,共16页

船舶工业CAE软件势流求解器的开发对势流计算方法的可靠性提出要求,本文针对船舶有航速时深水三维时域格林函数计算方法开展研究。首先引入三维时域自由面格林函数,其瞬时项的求解采用Hess&Smith方法,自由面记忆项的求解采用美国密... 船舶工业CAE软件势流求解器的开发对势流计算方法的可靠性提出要求,本文针对船舶有航速时深水三维时域格林函数计算方法开展研究。首先引入三维时域自由面格林函数,其瞬时项的求解采用Hess&Smith方法,自由面记忆项的求解采用美国密歇根大学Beck团队的方法。其次,分区域推导出三维时域自由面格林函数记忆项及其导数的编程所用的数学展开表达式。然后,采用间接法模型求解分布源强和速度势,并采用压力直接积分法求出时域辐射力。最后,针对Wigley I船型开展了辐射力计算,并与公开的试验及计算结果进行对比,验证本文方法的可靠性。 展开更多

关键词 三维时域格林函数 辐射力 船舶CAE自主软件

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基于精细时程积分方法的时域格林函数计算(英文) 被引量：3

2

作者 童晓旺 任慧龙 +1 位作者 李辉 单鹏昊 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期990-997,共8页

文章提出了一种精确计算三维时域格林函数记忆项本身及其导数的方法。基于精细时程方法求解时域格林函数及其导数所满足的定常非齐次常微分方程组,得到时域格林函数数值解。文中通过与解析方法和其他方法的比较,验证了该方法的精确性、... 文章提出了一种精确计算三维时域格林函数记忆项本身及其导数的方法。基于精细时程方法求解时域格林函数及其导数所满足的定常非齐次常微分方程组,得到时域格林函数数值解。文中通过与解析方法和其他方法的比较,验证了该方法的精确性、稳定性和高效性。 展开更多

关键词 时域格林函数 精细时程方法 常微分方程组

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基于三维时域格林函数高阶面元法的船体运动计算 被引量：1

3

作者 周文俊 朱仁传 陈曦 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第z1期240-250,共11页

针对波浪中航行船体的运动问题,基于三维时域自由面格林函数并采用高阶面元离散,编程计算了浮体的运动响应.采用自由面格林函数,只需在船体湿表面布源,减少系数矩阵维度,避开自由面网格划分;同时高阶面元法(HOBEM)在计算速度势空间分布... 针对波浪中航行船体的运动问题,基于三维时域自由面格林函数并采用高阶面元离散,编程计算了浮体的运动响应.采用自由面格林函数,只需在船体湿表面布源,减少系数矩阵维度,避开自由面网格划分;同时高阶面元法(HOBEM)在计算速度势空间分布时能够提高精度.本文通过计算Wigley-Ⅲ型船在波浪中有航速前行时的运动,与实验进行对比,发现结果符合较好,证明这种方法的有效性. 展开更多

关键词 高阶面元法 时域格林函数 三维 有航速运动

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三维时域自由面格林函数法的时域绕射力计算研究

4

作者 鲁江 张楠 +1 位作者 张新曙 顾民 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期981-994,共14页

船舶工业CAE软件势流求解器的开发对势流计算方法的可靠性提出要求,本文针对三维时域面元法开展绕射力计算研究。首先引入三维时域自由面格林函数,其瞬时项的求解采用Hess&Smith方法,记忆项的求解采用Beck团队的方法;其次,推导出全... 船舶工业CAE软件势流求解器的开发对势流计算方法的可靠性提出要求,本文针对三维时域面元法开展绕射力计算研究。首先引入三维时域自由面格林函数,其瞬时项的求解采用Hess&Smith方法,记忆项的求解采用Beck团队的方法;其次,推导出全浪向绕射力脉冲函数法编程所用的数学表达式;然后,采用分布源模型求解源强和速度势,并采用压力直接积分法求出时域绕射力;最后,针对Wigley I船型开展绕射力和FK力计算,并与公开的试验和计算结果进行对比,验证本文方法的可靠性。本文方法和代码可用于船舶工业CAE软件势流求解器和波浪中船舶非线性失稳运动预报。 展开更多

关键词 三维时域面元法 三维时域格林函数 绕射力 船舶CAE自主软件

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时域自由面格林函数改进精细积分算法研究 被引量：1

5

作者 李志富 任慧龙 +1 位作者 石玉云 李辉 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期818-826,共9页

文章将时域格林函数及其导数所满足的常微分方程变换为标准形式的线性时变系统。通过对线性时变系统进行维数扩展,并引进新的参变量,将其转化为单位区间内的线性时不变系统。其次,引进精细时程积分算法,对该时不变系统进行精细积分求解... 文章将时域格林函数及其导数所满足的常微分方程变换为标准形式的线性时变系统。通过对线性时变系统进行维数扩展,并引进新的参变量,将其转化为单位区间内的线性时不变系统。其次,引进精细时程积分算法,对该时不变系统进行精细积分求解,从而对时域格林函数及其导数进行精确数值计算。最后,提出了一种基于九节点有限元形函数的制表插值策略,并利用该插值方法对零航速浮体在时域中的瞬时运动波浪力进行数值模拟,数值解与解析解符合良好,验证了该方法的精确性、稳定性和高效性。 展开更多

关键词 时域格林函数 线性时变系统 精细时程积分 制表插值 瞬时运动

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稀疏贝叶斯学习用于噪声互相关提取格林函数

6

作者 郭启超 李风华 杨习山 《声学技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期505-511,共7页

在较窄频带条件下,传统的噪声互相关提取时域格林函数(Time Domain Green’s Function,TDGF)方法分辨率低,影响了海洋被动声层析的应用。针对这一问题,提出了一种基于稀疏贝叶斯学习(Sparse Bayesian Learning,SBL)的噪声互相关提取TDG... 在较窄频带条件下,传统的噪声互相关提取时域格林函数(Time Domain Green’s Function,TDGF)方法分辨率低,影响了海洋被动声层析的应用。针对这一问题,提出了一种基于稀疏贝叶斯学习(Sparse Bayesian Learning,SBL)的噪声互相关提取TDGF的方法。首先,构造了TDGF的稀疏表示模型,其中字典矩阵由傅里叶变换算子构成,观测矩阵由频域噪声互相关函数组成。然后,使用预累积处理来折中SBL估计TDGF的分辨率与稳定性。仿真与海试实验数据表明,联合预累积处理的SBL方法有效地从较窄频带的海洋环境噪声中提取了传统方法无法分辨的TDGF到达时间,从而为自适应选取噪声频段、实现快速海洋被动声层析提供了一种可行思路。 展开更多

关键词 稀疏贝叶斯学习 噪声互相关函数 时域格林函数(TDGF) 海洋被动声层析

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深海系泊浮体物面非线性时域耦合动力分析 被引量：4

7

作者 韩旭亮 段文洋 +1 位作者 马山 谢彬 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期31-44,共14页

文章基于三维时域势流理论和弹性细长杆理论,研究并提出了深海系泊浮体物面非线性时域耦合动力分析方法。该方法采用时域物面非线性理论方法在瞬态位置直接时域模拟系泊浮体所需水动力,结合有限元方法计算系泊缆索的动力响应,利用异步... 文章基于三维时域势流理论和弹性细长杆理论,研究并提出了深海系泊浮体物面非线性时域耦合动力分析方法。该方法采用时域物面非线性理论方法在瞬态位置直接时域模拟系泊浮体所需水动力,结合有限元方法计算系泊缆索的动力响应,利用异步耦合方法实现浮体和系泊缆索的时域耦合动力求解。既满足系泊浮体时域水动力耦合,又满足系泊浮体和系泊缆索动力耦合。通过对二阶非线性不规则波作用下深海系泊半潜式平台的时域耦合响应特性进行研究,将不同海况下物面非线性时域耦合静力响应和动力响应与间接时域耦合动力响应的三种方法计算结果进行比较。研究结果表明,系泊缆索动力响应明显,平台瞬态空间位置对垂荡低频运动影响较大,有必要在平台瞬时湿表面采用动力响应方法进行深海系泊浮体时域耦合响应分析。 展开更多

关键词 时域格林函数 物面非线性 时域耦合 动力响应 细长杆理论

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海洋结构物时域边界积分方程的改进方法(英文) 被引量：1

8

作者 段文洋 韩旭亮 赵彬彬 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期226-238,共13页

文章基于三维时域格林函数理论,提出了一种时域边界积分方程的改进计算方法,用于预报海洋结构物在波浪中运动受到的时域波浪力。该方法通过利用物体内部构造的满足拉普拉斯方程的内部解,在时域边界积分方程中只需要计及时域格林函数记... 文章基于三维时域格林函数理论,提出了一种时域边界积分方程的改进计算方法,用于预报海洋结构物在波浪中运动受到的时域波浪力。该方法通过利用物体内部构造的满足拉普拉斯方程的内部解,在时域边界积分方程中只需要计及时域格林函数记忆项本身,从而有效地避免了求解具有高震荡积分特性的时域格林函数记忆项的法向导数。对潜体和浮体作了计算,结果表明,这种方法十分有效,可以有效节省内存使用量和计算机空间。通过与相关已发表文献的结果进行比较,计算结果令人满意。 展开更多

关键词 时域格林函数 记忆项 内部解 边界积分方程 水动力

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系泊Spar平台波浪中耦合运动的数值模拟及模型试验 被引量：5

9

作者 韩旭亮 段文洋 +1 位作者 马山 许国春 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期68-76,共9页

为了研究恶劣环境载荷引起海洋结构物的非线性运动响应,文章基于三维时域格林函数理论,提出了采用时域物面非线性理论方法直接模拟系泊浮体时域耦合分析所需的水动力,建立了系泊浮体波浪中时域耦合运动的数学模型。该方法充分考虑了每... 为了研究恶劣环境载荷引起海洋结构物的非线性运动响应,文章基于三维时域格林函数理论,提出了采用时域物面非线性理论方法直接模拟系泊浮体时域耦合分析所需的水动力,建立了系泊浮体波浪中时域耦合运动的数学模型。该方法充分考虑了每时每刻浮体在瞬态波面下湿表面的变化,并计及平均水线面下瞬时空间位置的改变,系统研究了系泊Spar平台波浪中的耦合运动响应及系泊线张力。最后,将数值模拟结果与模型试验结果进行了比较,计算结果令人满意。 展开更多

关键词 时域格林函数 耦合运动 模型试验 非线性水动力 势流理论

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斜壁结构的水动力收敛方法研究（英文）

10

作者 孙士丽 胡健 孙义龙 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期654-663,共10页

在分析波浪中的船舶运动或者计算大型结构的水动力系数时,往往采用时域格林函数方法。时域格林函数的一个重要局限性在于它在计算具有倾斜壁面的水动力系数时,结果很容易发散。时域格林函数本身的奇异性以及高频振动特性显然是水动力发... 在分析波浪中的船舶运动或者计算大型结构的水动力系数时,往往采用时域格林函数方法。时域格林函数的一个重要局限性在于它在计算具有倾斜壁面的水动力系数时,结果很容易发散。时域格林函数本身的奇异性以及高频振动特性显然是水动力发散的一个重要原因。但即使该奇异性通过增加粘性以及表面张力的方式使之消失,计算具有斜壁结构的水动力时,发散现象依然存在。因此,该文提出一种滤波方法,除去时域格林函数的高频部分,留下其低频部分,并定义滤波系数,从而使作用于斜壁结构上的水动力值收敛。通过文中结果与频域兴波格林函数法的比较来确定最优滤波系数。结果表明:最优滤波系数几乎与运动幅值无关,但会受到运动频率以及物面形状的影响。 展开更多

关键词 收敛 时域格林函数 滤波技术

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基于自适应网格的Froude-Krylov力实用计算方法

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作者 张腾 任俊生 +1 位作者 张秀凤 白伟伟 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1696-1702,共7页

为了准确地计算船舶航行中所受的Froude-Krylov力,基于四叉树划分的自适应网格对船舶瞬时湿表面进行生成,本文对低于波面且位于平均自由液面下的面元,采用解析表达式计算Froude-Krylov力,在保证计算精度的同时,其所需要的面元数量减少... 为了准确地计算船舶航行中所受的Froude-Krylov力,基于四叉树划分的自适应网格对船舶瞬时湿表面进行生成,本文对低于波面且位于平均自由液面下的面元,采用解析表达式计算Froude-Krylov力,在保证计算精度的同时,其所需要的面元数量减少为计算Froude-Krylov力采用“细网格”面元数量的1/8~1/4;对与波面相交或者位于平均自由液面上的面元,采用四叉树划分对Froude-Krylov力进行精细的数值计算。利用线性理论,扰动力采用三维时域格林法在船体平均湿表面上进行计算。结果表明:将WigleyⅠ型船的计算结果与试验值及其他方法结果进行充分对比,证明本文方法预报船舶在波浪中运动的有效性。 展开更多

关键词 Froude-Krylov力 适应网格 瞬时湿表面 面元 四叉树划分 线性理论 解析表达式 三维时域格林函数

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