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题名移动载荷作用下浮冰的非线性动力学响应
被引量：1
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作者
孟洋涵
王展
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机构
中国科学院力学研究所流固耦合实验室
中国科学院大学工程科学学院
中国科学院大学未来技术学院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期862-871,I0001,共11页
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基金
中国科学院B类先导项目资助(XDB22040203)。
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文摘
本文考虑非线性、惯性和阻尼的影响,研究了任意深度二维理想流体顶部浮冰的振动.对相关的拟微分算子进行展开并将非线性项保留至三阶后,完全非线性问题被简化为仅与自由面上的变量相关的三阶截断模型.为了验证简化模型的准确性,重点关注了自由孤立波解.在不考虑阻尼的情况下,采用多重尺度方法推导了三阶非线性薛定谔方程(NLS),利用该方程预测了任意水深下原始欧拉方程中自由波包型孤立波解的存在性及三阶截断模型的准确性.相比于Dinvay等所提出的二阶模型,三阶截断模型的优势在于其对应的三阶NLS具有准确的非线性项系数,能够在最小相速度附近更好地模拟冰层的动力学响应.进一步地对自由孤立波解进行数值计算,数值结果表明三阶截断模型在分岔曲线和孤立波波形上均与完全欧拉方程吻合良好,准确性高于二阶截断模型.基于三阶截断模型,探究了匀速局域化载荷作用下的浮冰非线性动力学响应并将时间依赖解与实验测量数据进行比较,数值计算结果与实验记录吻合良好.
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关键词
水弹性波
波-结构物相互作用
自由表面流动
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Keywords
hydroelastic wave
wave-structure interaction
free-surface flow
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分类号
O352
[理学—流体力学]
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