基于特征函数展开方法计算水深变化区域驳船运动响应

1

作者 苏焱 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期1311-1321,共11页

本文主要研究在近岸水深变化区域两维矩形驳船的运动。变化底部被分解为连续的阶梯且驳船所在流体域被划分为一系列矩形子域。在每个流体子域中采用特征函数展开方法表达速度势,并通过连续性假设求解速度势的值。文中对计算方法的收敛... 本文主要研究在近岸水深变化区域两维矩形驳船的运动。变化底部被分解为连续的阶梯且驳船所在流体域被划分为一系列矩形子域。在每个流体子域中采用特征函数展开方法表达速度势,并通过连续性假设求解速度势的值。文中对计算方法的收敛性进行了讨论并给出表达式中参数的推荐值。本文计算驳船在平底和斜底条件下的水动力系数并与文献结果进行对比,同时把驳船在非规则波中的运动响应与水池试验结果进行了对比验证。 展开更多

关键词 特征函数展开法 变化水深 驳船

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充液航天器液体晃动问题解析求解方法研究 被引量：4

2

作者 陈新龙 杨涤 翟坤 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1013-1016,共4页

为给出微重力条件下Cassini贮箱液体晃动问题的解析求解方法,首先以静平衡液面为基准点线性化液体晃动方程,然后利用特征函数展开法、变分原理及Ritz法等方法,将微重力下自由晃动问题的求解转变为求解矩阵方程的特征值问题.从而利用给... 为给出微重力条件下Cassini贮箱液体晃动问题的解析求解方法,首先以静平衡液面为基准点线性化液体晃动方程,然后利用特征函数展开法、变分原理及Ritz法等方法,将微重力下自由晃动问题的求解转变为求解矩阵方程的特征值问题.从而利用给出的计算公式求得液体自由晃动的振型和固有频率.因此,通过求解两步矩阵特征值问题,即可解决微重力条件下Cassini贮箱液体晃动问题. 展开更多

关键词 液体晃动 特征函数展开法 微重力

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边界配点法在二维线性水波问题中的应用

3

作者 曹雪玲 游亚戈 +1 位作者 盛松伟 张亚群 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期516-522,共7页

采用特征函数展开法和边界配点法相组合的方法求解二维线性水波问题,计算模型不再局限在矩形物体,而是有限等深域、无限区域内部分淹没的楔形固定障碍物,分析其存在对原波浪速度势在遇障碍物前后区域内的变化影响。边界配点法具有概念... 采用特征函数展开法和边界配点法相组合的方法求解二维线性水波问题,计算模型不再局限在矩形物体,而是有限等深域、无限区域内部分淹没的楔形固定障碍物,分析其存在对原波浪速度势在遇障碍物前后区域内的变化影响。边界配点法具有概念简单、易编程、适用于不规则区域和任意几何形状边界的优势,可有效避免复杂的计算和编程,更易广泛应用在各海洋工程问题中。 展开更多

关键词 边界配点法 特征函数展开法 波浪传播 障碍物 自由液面

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一类方程边值问题的分离变量解法

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作者 张改英 王春玲 贾继红 《西安工业学院学报》 2003年第2期182-184,共3页

用分离变量法以及特征函数展开法讨论了一类非齐次边值问题的解法.

关键词 边值问题 分离变量法 特征函数展开法 非齐次方程 微分方程

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椭圆余弦波对圆弧型固立防波堤的绕射波浪力 被引量：7

5

作者 张敖 黄华 +1 位作者 詹杰民 朱梦华 《水运工程》 北大核心 2017年第3期28-33,共6页

基于椭圆余弦波绕射理论,应用特征函数展开法,推导浅水波对圆弧型固立防波堤绕射的波势解,据此计算作用于防波堤的水平波浪载荷。结果表明:浅水波入射角与非线性影响参数、海况条件以及防波堤几何条件等因素的相对变化对波浪作用均存在... 基于椭圆余弦波绕射理论,应用特征函数展开法,推导浅水波对圆弧型固立防波堤绕射的波势解,据此计算作用于防波堤的水平波浪载荷。结果表明:浅水波入射角与非线性影响参数、海况条件以及防波堤几何条件等因素的相对变化对波浪作用均存在一定的影响。与微幅波理论对比可知:在一定浅水条件下采用椭圆余弦波一阶分量模型所计算的最大无量纲波浪力均明显高于微幅波理论的对应估值,反映了水波非线性因素的影响效应。 展开更多

关键词 圆弧型固立防波堤 椭圆余弦波 特征函数展开法 波浪绕射 波浪力

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淹没垂直圆柱横摇问题的解析研究 被引量：1

6

作者 姜胜超 滕斌 +2 位作者 宁德志 丛培文 郭士勇 《水道港口》 2011年第1期69-76,共8页

应用匹配特征函数展开法建立了有限水深淹没垂直圆柱横摇问题的解析解,通过与边界元方法的对比验证了该方法的正确性。基于上述模型,对淹没圆柱水动力系数进行了研究,结果表明,在大多数频率下,淹没圆柱的附加质量总是大于同样大小的漂... 应用匹配特征函数展开法建立了有限水深淹没垂直圆柱横摇问题的解析解,通过与边界元方法的对比验证了该方法的正确性。基于上述模型,对淹没圆柱水动力系数进行了研究,结果表明,在大多数频率下,淹没圆柱的附加质量总是大于同样大小的漂浮圆柱,且在高频段近似为漂浮圆柱附加质量的两倍。当淹没深度较大时,圆柱附加质量趋向于常数,辐射阻尼趋向于零。当水深较浅时,淹没圆柱附加质量随着水深的增加而减小,辐射阻尼受水深的影响则始终不显著。 展开更多

关键词 淹没圆柱 淹没圆盘 附加质量 辐射阻尼 解析解 匹配特征函数展开法

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混合非齐次边界下非饱和土一维固结解析解 被引量：1

7

作者 凌道盛 赵天浩 +2 位作者 钮家军 朱松 单振东 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期883-891,920,共10页

非饱和土的固结研究对道路工程、软土地基处理工程等具有十分重要的意义。基于Fredlund和Hasan提出的非饱和土一维固结理论,给出了土体内孔隙水压力和孔隙气压力变化的控制方程,并给出了单层非饱和土的初始条件与一类随时间变化的混合... 非饱和土的固结研究对道路工程、软土地基处理工程等具有十分重要的意义。基于Fredlund和Hasan提出的非饱和土一维固结理论,给出了土体内孔隙水压力和孔隙气压力变化的控制方程,并给出了单层非饱和土的初始条件与一类随时间变化的混合非齐次边界条件,构成了非饱和土一维固结的定解问题。通过非齐次边界条件齐次化和特征函数展开法,得到了土体内孔隙水压力和孔隙气压力消散的精确时域解析解。最后,通过对比验证了解析方法的正确性,并分析了边界条件指数变化对非饱和土体内孔隙水压力和孔隙气压力的消散以及土体沉降的影响。结果表明,边界处孔压或孔压梯度随时间的指数变化对非饱和土固结过程有明显影响。 展开更多

关键词 非饱和土固结 混合非齐次边界条件 解析解 特征函数展开法 指数变化边界

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淹没垂直圆柱垂荡问题的解析研究 被引量：1

8

作者 姜胜超 滕斌 勾莹 《中国海洋平台》 2010年第6期11-16,27,共7页

利用匹配特征函数展开法进行了有限水深淹没垂直圆柱垂荡辐射问题的解析解,研究了淹没深度、相对厚度及水深对圆柱水动力系数的影响,结果表明,在大多数频率下,淹没圆柱的附加质量总是大于同样大小的漂浮圆柱,且在高频段近似为漂浮圆柱... 利用匹配特征函数展开法进行了有限水深淹没垂直圆柱垂荡辐射问题的解析解,研究了淹没深度、相对厚度及水深对圆柱水动力系数的影响,结果表明,在大多数频率下,淹没圆柱的附加质量总是大于同样大小的漂浮圆柱,且在高频段近似为漂浮圆柱附加质量的两倍。当淹没深度较大时,圆柱附加质量趋向于常数,辐射阻尼趋向于零。圆柱厚度对水动力系数的影响较为复杂,在不同的频率范围内呈现不同的特征。当水深较浅时,淹没圆柱附加质量随着水深的增加而减小,辐射阻尼受水深的影响则始终不显著。 展开更多

关键词 淹没圆柱 淹没圆盘 附加质量 辐射阻尼 解析解 匹配特征函数展开法

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二阶挠曲重力波对直墙作用及其奇异解

9

作者 滕斌 梁爽 勾莹 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期530-536,共7页

利用特征函数展开法,对有限水深下二阶挠曲重力波在直墙前的反射问题做了求解.计算了直墙上二阶挠曲重力波作用力随入射波浪频率的变化关系.数值结果显示在某一特殊频率下二阶挠曲重力波作用力会趋向无穷.进一步研究表明,在该频率下挠... 利用特征函数展开法,对有限水深下二阶挠曲重力波在直墙前的反射问题做了求解.计算了直墙上二阶挠曲重力波作用力随入射波浪频率的变化关系.数值结果显示在某一特殊频率下二阶挠曲重力波作用力会趋向无穷.进一步研究表明,在该频率下挠曲重力波的相速度与倍频下的相速度相等,使得挠曲重力波的二阶分量分母为零而出现奇异性.这一奇异解的出现,使得入射波浪存在不确定性,对非线性挠曲重力波与结构物作用问题的求解造成困难.这是一个非常有意义但尚未解决的问题,需进一步探索. 展开更多

关键词 二阶 水弹性 挠曲重力波 特征函数展开法 奇异性

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离岸式振荡水柱波能装置的理论及数值研究 被引量：5

10

作者 胡杭辉 邓争志 +1 位作者 姚炎明 赵西增 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期325-335,共11页

基于势流理论,利用匹配特征函数展开法,求解微幅波与离岸式振荡水柱(OWC)波能转换装置相互作用的边界值问题.借助FLUENT软件及其用户自定义函数(UDF),建立二维完全非线性波-OWC装置数值模型.从理论和数值上分析OWC装置吃水深度、气室宽... 基于势流理论,利用匹配特征函数展开法,求解微幅波与离岸式振荡水柱(OWC)波能转换装置相互作用的边界值问题.借助FLUENT软件及其用户自定义函数(UDF),建立二维完全非线性波-OWC装置数值模型.从理论和数值上分析OWC装置吃水深度、气室宽度以及墙体厚度对波能转换效率的影响,解析解和数值结果吻合较好.依靠数值模型,模拟波高变化对OWC装置工作效率的影响.研究表明:OWC装置吃水深度的增加会导致高效频率带宽变窄,峰值向低频区移动;墙体厚度的增加会导致高频区波能转换效率下降,但对低频区影响较小;气室宽度的增大会导致高效频率带宽变宽,峰值向低频区移动;波高的增大会导致波能转换效率下降,在共振频率附近尤为明显. 展开更多

关键词 振荡水柱波能转换装置 计算流体动力学 势流理论 匹配特征函数展开法 波能转换效率

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T型透空式防波的堤水动力特性 被引量：3

11

作者 汪林 邓争志 +1 位作者 赵西增 陈勇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1444-1450,共7页

为了探究T型透空式防波堤的水动力特性,本文采用匹配特征函数展开法对线性波作用下的流场进行求解,并得出波浪荷载及反、透射系数。针对结构物尖角附近流体运动的奇异性行为,分别引入特定正交多项式将区域间公共界面上的速度分布函数近... 为了探究T型透空式防波堤的水动力特性,本文采用匹配特征函数展开法对线性波作用下的流场进行求解,并得出波浪荷载及反、透射系数。针对结构物尖角附近流体运动的奇异性行为,分别引入特定正交多项式将区域间公共界面上的速度分布函数近似展开。通过研究水面方箱,对比实验结果与T型结构的数模结果,验证方法的正确性,并综合分析T型结构各几何参数的影响。计算结果表明:水平板尺寸对波浪荷载及反、透射系数均有显著影响;增大垂向薄板长度能有效减少波浪透射;垂向薄板从水平板中部向两侧移动时,波浪透射系数略有减小,但结构物所受波浪荷载变化较大。垂直薄板的存在,能有效提升透空式防波堤的消波性能,进而减少工程造价。 展开更多

关键词 线性波 T型防波堤 匹配特征函数展开法 正交多项式 波浪荷载 反射系数 透射系数

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波浪对二层海水中的直立圆弧形透空防波堤的绕射 被引量：1

12

作者 翟振峰 黄华 +1 位作者 詹杰民 张敖 《水运工程》 北大核心 2018年第7期51-58,共8页

基于二层海水的微幅波绕射理论,应用特征函数展开法,推导了在二层海水中波浪对直立圆弧形透空防波堤绕射的波势解析解,并据此分别计算了作用于防波堤的表面波与内波载荷以及最大波面分布。计算结果表明:在防波堤结构表面适度布孔既可以... 基于二层海水的微幅波绕射理论,应用特征函数展开法,推导了在二层海水中波浪对直立圆弧形透空防波堤绕射的波势解析解,并据此分别计算了作用于防波堤的表面波与内波载荷以及最大波面分布。计算结果表明:在防波堤结构表面适度布孔既可以明显减小所受到的表面波与内波载荷,又可改变绕射水波的最大波面分布。而表面波与内波各自作用于防波堤上的无量纲最大波浪载荷可能具有相同量级,说明内波作用不可忽视。海况与波浪条件以及防波堤几何条件等因素的相对变化对波浪的绕射均有一定影响,而表面波与内波在波浪作用的变化规律上存在一定差异。 展开更多

关键词 圆弧形直立防波堤 二层海水 表面波与内波 特征函数展开法 波浪绕射 波浪力

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波浪对圆柱外接圆弧型防波堤绕射的解析计算

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作者 叶伟峰 黄华 +1 位作者 詹杰民 张敖 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2020年第3期70-77,共8页

在微幅波绕射理论的基础上,使用特征函数展开法,推导了圆柱外接圆弧型防波堤复合结构的水波绕射的解析解,并据此计算了该结构所受到的波浪载荷以及绕射波面分布。计算结果表明:与单一圆柱相比,外接圆弧型防波堤的存在可明显降低作用于... 在微幅波绕射理论的基础上,使用特征函数展开法,推导了圆柱外接圆弧型防波堤复合结构的水波绕射的解析解,并据此计算了该结构所受到的波浪载荷以及绕射波面分布。计算结果表明:与单一圆柱相比,外接圆弧型防波堤的存在可明显降低作用于圆柱的波浪载荷和圆柱表面的波浪爬高;采用外接堤表面密实或透空而内圆柱表面透空的结构形式可以取得圆柱防浪的较佳效果;结构透空系数、波浪入射角度、外接堤张角、外堤半径与水深比、水深与波长比等因素的变化对绕射波浪作用均存在一定影响。 展开更多

关键词 水波绕射 特征函数展开法 圆柱外接圆弧型防波堤复合结构 波浪力 绕射波面 波浪爬高

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水波与双重不同竖直刚性薄板相互作用的理论研究 被引量：2

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作者 汪利先 金春伟 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2018年第4期584-589,共6页

基于势流理论和线性水波理论,应用匹配特征函数展开法和最小二乘法,对正向波与双重不同竖直刚性薄板在有限均匀深水中的相互作用进行了理论研究,并给出了解析解.分析了两板吃水比、后板吃水、两板间距等结构因素对反射系数和水平波浪力... 基于势流理论和线性水波理论,应用匹配特征函数展开法和最小二乘法,对正向波与双重不同竖直刚性薄板在有限均匀深水中的相互作用进行了理论研究,并给出了解析解.分析了两板吃水比、后板吃水、两板间距等结构因素对反射系数和水平波浪力的影响规律. 展开更多

关键词 有限深水 匹配特征函数展开法 双重不同垂直刚性薄板 反射系数 波浪力

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