楔形冲箱的椭圆余弦波制造理论及其SPH检验

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作者 隋钰程 贺铭 +2 位作者 李雪艳 孟钰婕 张旭峰 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1296-1303,共8页

虽然冲箱式造波机已有不少应用,但由于箱体几何形状及椭圆余弦波理论复杂,至今尚缺少椭圆余弦波的冲箱式制造理论。本文基于冲箱浸没体积变化量与生成波浪体积相守恒的原理,推导了既定波浪参数下楔形冲箱的运动控制方程,并给出了造波约... 虽然冲箱式造波机已有不少应用,但由于箱体几何形状及椭圆余弦波理论复杂,至今尚缺少椭圆余弦波的冲箱式制造理论。本文基于冲箱浸没体积变化量与生成波浪体积相守恒的原理,推导了既定波浪参数下楔形冲箱的运动控制方程,并给出了造波约束条件。使用光滑粒子流体动力学方法建立了数值波浪水槽,在经过精度检验和收敛性分析后,模拟了楔形冲箱运动和椭圆余弦波生成。比较数值结果与解析解发现,椭圆余弦波自生成起,在0.5倍波长距离内便能达到目标波形、压力和流速,从而证实了所推导造波理论的可靠性。 展开更多

关键词 造波理论 冲箱式造波机 椭圆余弦波 体积守恒 光滑粒子流体动力学 波面 压力 流速

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含变系数或强迫项的KdV方程的新解 被引量：20

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作者 付遵涛 刘式达 +1 位作者 刘式适 赵强 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期67-73,共7页

Jacobi椭圆函数展开法被推广并用于求解另一种形式的KdV方程的新的精确解,所求解的这类KdV方程包括一种典型的变系数的KdV方程和具有强迫项(随机项)的KdV方程。用这种方法得到的新的类周期解在极限条件下可以退化为类孤立波解或类冲击... Jacobi椭圆函数展开法被推广并用于求解另一种形式的KdV方程的新的精确解,所求解的这类KdV方程包括一种典型的变系数的KdV方程和具有强迫项(随机项)的KdV方程。用这种方法得到的新的类周期解在极限条件下可以退化为类孤立波解或类冲击波解。 展开更多

关键词 JACOBI椭圆函数 类孤立波解 类椭圆余弦波解

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作用于透空圆环墩柱的浅水波绕射波浪力与波浪渗流力 被引量：7

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作者 李奇 黄华 +3 位作者 詹杰民 张耀中 郭霖 许潇楠 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期23-29,共7页

透空结构具有降低海浪作用的功效。该文基于椭圆余弦波一阶分量的浅水波理论和Biot渗流固结理论,分别推导了浅水区固立于可渗透弹性海床上透空圆环墩柱的绕射波浪压力以及由波浪所致海床内渗流压力的数学解,并据此对墩柱所受绕射波浪力... 透空结构具有降低海浪作用的功效。该文基于椭圆余弦波一阶分量的浅水波理论和Biot渗流固结理论,分别推导了浅水区固立于可渗透弹性海床上透空圆环墩柱的绕射波浪压力以及由波浪所致海床内渗流压力的数学解,并据此对墩柱所受绕射波浪力与力矩以及渗流浮托力与倾覆力矩进行了实算。结果表明,海况条件和结构参数的变化对波浪所引起的各种载荷存在不同的影响效应,波浪渗流力与波浪直接作用可能具有相同量级。圆环柱外表面的可渗透性对浅水波的直接波浪作用具有明显的减弱效应,而对渗流倾覆力矩也具有一定的减弱效应。此外,圆环墩柱内外柱半径比存在优化取值,以使墩柱达到减载和稳定的双重效果。与Airy波浪理论计算结果相比,浅水波理论的结果能有效反映水波非线性因素的可能影响。 展开更多

关键词 椭圆余弦波 绕射 散射 波浪力 波浪渗流力

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斜入射椭圆余弦波对直立防波堤的波浪渗流作用 被引量：4

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作者 朱梦华 黄华 +3 位作者 詹杰民 张敖 郭霖 陈瑞志 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期39-46,共8页

基于椭圆余弦波的浅水波理论,结合对Biot波浪渗流固结理论的推广应用,给出了固立于可渗透海床上的直立防波堤在浅水波斜入射条件下的反射波问题的数学解,并据此通过特征函数展开法推导了浅水波引起的海床内渗流压力的解析解式,同时计算... 基于椭圆余弦波的浅水波理论,结合对Biot波浪渗流固结理论的推广应用,给出了固立于可渗透海床上的直立防波堤在浅水波斜入射条件下的反射波问题的数学解,并据此通过特征函数展开法推导了浅水波引起的海床内渗流压力的解析解式,同时计算了作用于防波堤底部的浅水波波浪渗流浮托力和倾覆力矩且与水平波浪力和力矩进行了比较。计算结果表明,在一定条件下,椭圆余弦波的波浪渗流载荷与波浪的直接载荷可能具有相同量级。浅水波入射角、海水和渗流条件以及防波堤几何条件等因素的相对变化对波浪渗流载荷均存在一定的影响,其中对渗流倾覆力矩的影响更为明显。椭圆余弦波理论所给波浪渗流载荷的估值明显高于浅水条件下Airy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 椭圆余弦波 直立防波堤 斜入射与反射 可渗透海床 波浪渗流载荷

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ADV在波浪边界层流动特性研究中的应用 被引量：7

5

作者 陈纯 蒋昌波 +1 位作者 程永舟 张春生 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2008年第5期60-65,共6页

本文介绍新声学多普勒流速仪(Acoustic-Doppler Velocimeter)技术在波浪流动特性研究中的应用。通过波浪水槽试验,利用ADV测量椭圆余弦波作用下不同底床情况,垂线上各点的瞬时流速。将瞬时流速进行相位平均,计算了各点的紊动强度。试验... 本文介绍新声学多普勒流速仪(Acoustic-Doppler Velocimeter)技术在波浪流动特性研究中的应用。通过波浪水槽试验,利用ADV测量椭圆余弦波作用下不同底床情况,垂线上各点的瞬时流速。将瞬时流速进行相位平均,计算了各点的紊动强度。试验结果显示:在平底床面,水平流速u沿水深变化曲线体现了椭圆余弦波流速的不对称性;分析紊动强度沿水深分布,两种床面上水平流速u的紊动强度明显大于另外两个方向,沙纹床面上由于受到分离涡的影响,紊动强度沿水深分布和平坦床面上的特性有较大不同。 展开更多

关键词 ADV 椭圆余弦波 边界层流动特性 紊动强度

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椭圆余弦波对透空直立防波堤波浪力解析计算 被引量：5

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作者 朱梦华 黄华 +2 位作者 詹杰民 郭霖 陈瑞志 《人民黄河》 CAS 北大核心 2015年第11期36-39,42,共5页

根据椭圆余弦波理论与水波绕射理论,应用特征函数展开法,推导了浅水区水波对透空防波堤的波浪作用,并取得了满足椭圆余弦波一阶分量边值问题提法的反射和透射波势的数学解。由此得出作用于直立透空防波堤的水平波浪力和力矩算式,并与浅... 根据椭圆余弦波理论与水波绕射理论,应用特征函数展开法,推导了浅水区水波对透空防波堤的波浪作用,并取得了满足椭圆余弦波一阶分量边值问题提法的反射和透射波势的数学解。由此得出作用于直立透空防波堤的水平波浪力和力矩算式,并与浅水条件下的Airy波理论加以比较,说明浅水条件下椭圆余弦波理论更能反映非线性因素变化对波浪力及力矩的影响。 展开更多

关键词 透空直立防波堤 椭圆余弦波 波浪力(矩)

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波浪场中弧面潜堤与矩形潜堤的涡流结构 被引量：7

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作者 蒋学炼 郝敏霞 +1 位作者 杨天 李炎保 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期614-622,共9页

为研究椭圆余弦波越过矩形潜堤和弧面潜堤过程中涡流结构的演变,基于纳维尔-斯托克斯方程构建了三维数值波浪水槽,构造了孔隙消波斜坡吸收堤后透射波能,减小端部反射,提高了数值波浪的模拟精度,探讨了孔隙率对消波效果的影响。捕捉了一... 为研究椭圆余弦波越过矩形潜堤和弧面潜堤过程中涡流结构的演变,基于纳维尔-斯托克斯方程构建了三维数值波浪水槽,构造了孔隙消波斜坡吸收堤后透射波能,减小端部反射,提高了数值波浪的模拟精度,探讨了孔隙率对消波效果的影响。捕捉了一个周期内不同相位的速度场和涡量场,分析了弧面潜堤与矩形潜堤的流体分离和涡流泻放规律。结果表明:对于具有相同高度的弧面潜堤与矩形潜堤,前者的流体分离点更靠近堤背,且形成的涡流强度更大,移动、拉伸、消散更为迅速,预示其透浪波能的损耗更大。 展开更多

关键词 弧面潜堤 矩形潜堤 椭圆余弦波 涡流 速度场 涡量场

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可渗透型结构的非线性水波绕射作用问题 被引量：4

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作者 黄华 詹杰民 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期25-28,共4页

含孔型结构的可渗透性具有对波浪的减弱效应,研究非线性波对该类结构的绕射作用机制有重要意义。分析了椭圆余弦波、孤立波以及STOKES二阶波对可渗透圆柱群结构的波绕射问题,给出了各类波对结构的绕射势解及STOKES二阶波对结构绕射作用... 含孔型结构的可渗透性具有对波浪的减弱效应,研究非线性波对该类结构的绕射作用机制有重要意义。分析了椭圆余弦波、孤立波以及STOKES二阶波对可渗透圆柱群结构的波绕射问题,给出了各类波对结构的绕射势解及STOKES二阶波对结构绕射作用的积分解式。 展开更多

关键词 含孔结构 椭圆余弦波 孤立波 Stokes二阶波 绕射 散射 波浪作用

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双墩柱波浪渗流力 被引量：4

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作者 邱大洪 邹志利 +1 位作者 臧军 李黎 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第2期232-237,共6页

计算了在线性波或椭圆余弦波作用下双圆墩柱波浪渗流力，讨论了双墩 柱沿波向串列和并列布置时墩柱上渗流力随墩距的变化．计算中在内域采用 有限元方法，在外域使用了本文给出的外场解．进行了双墩柱波浪渗流压力 测量的模型实验．渗... 计算了在线性波或椭圆余弦波作用下双圆墩柱波浪渗流力，讨论了双墩 柱沿波向串列和并列布置时墩柱上渗流力随墩距的变化．计算中在内域采用 有限元方法，在外域使用了本文给出的外场解．进行了双墩柱波浪渗流压力 测量的模型实验．渗流压力的计算结果与实验结果符合较好． 展开更多

关键词 海床 渗流 建筑物 波浪模型试验

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一种在Fluent UDF中使用IMSL Fortran数值库的方法 被引量：3

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作者 胡文清 詹杰民 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期31-35,共5页

UDF能极大地延伸Fluent的功能,被广泛应用于Fluent的各类计算中。IMSL是一个集合数学与统计函数的程序库,具有高效率、性能强大、应用简单等优点。研究并找到了一种方法,通过将调用IMSL的Fortran程序编译为动态链接库,并在UDF中调用该... UDF能极大地延伸Fluent的功能,被广泛应用于Fluent的各类计算中。IMSL是一个集合数学与统计函数的程序库,具有高效率、性能强大、应用简单等优点。研究并找到了一种方法,通过将调用IMSL的Fortran程序编译为动态链接库,并在UDF中调用该动态链接库,实现在UDF中使用IMSL数值库;同时给出了一个实例,在数值水槽中生成椭圆余弦波。为结合IMSL的优点,实现更简单、更快速、更自然的UDF程序编写提供了技术支持,极大地提高了复杂UDF的编写能力,增强Fluent的计算能力和应用范围。 展开更多

关键词 FLUENT UDF IMSL FORTRAN 椭圆余弦波

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海底边坡稳定性分析中波浪力的求解 被引量：3

11

作者 胡涛骏 叶银灿 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期120-125,共6页

针对浅水区波浪的非线性特性,提出了在海底边坡稳定性分析中应用椭圆余弦波理论来研究波浪力的问题,利用非线性弥散关系建立了新的适用于整个水深范围的椭圆余弦波的近似求解方法.结合工程实例,确立了海底边坡波浪力的计算步骤,并编制... 针对浅水区波浪的非线性特性,提出了在海底边坡稳定性分析中应用椭圆余弦波理论来研究波浪力的问题,利用非线性弥散关系建立了新的适用于整个水深范围的椭圆余弦波的近似求解方法.结合工程实例,确立了海底边坡波浪力的计算步骤,并编制了计算程序. 展开更多

关键词 边坡稳定性 波浪力 椭圆余弦波 非线性弥散方程

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浅水非线性长波的数值模拟与实验研究 被引量：3

12

作者 王大国 邹志利 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期178-183,共6页

从数值与实验两方面研究了非线性长周期水波———椭圆余弦波在浅水中的传播。根据造波板作椭圆余弦波运动速度,推导出数值模拟波浪水槽时固定入射边界上的二阶入射边界条件,计算结果表明,二阶入射边界条件对波浪的预报结果比一阶入射... 从数值与实验两方面研究了非线性长周期水波———椭圆余弦波在浅水中的传播。根据造波板作椭圆余弦波运动速度,推导出数值模拟波浪水槽时固定入射边界上的二阶入射边界条件,计算结果表明,二阶入射边界条件对波浪的预报结果比一阶入射边界条件对波浪的预报结果更为精确。对二阶入射边界条件计算结果和实验结果的波面升高时间历程进行傅里叶分析表明,各次谐波幅值沿波浪传播方向作周期性变化,只是变化程度较小;但入射边界条件为一阶时则没有这种现象。 展开更多

关键词 浅水 椭圆余弦波 数值模拟 非线性长波 边界条件

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浅水区海底管道周围海床渗透压力计算研究 被引量：1

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作者 付长静 李国英 赵天龙 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期76-81,共6页

我国海上油田开采起步较晚,大部分油田处于浅水区,因此,在设计管道时,应充分考虑由浅水区波浪引起的管道周围海床渗流力。根据浅水波相关假设,考虑自由水面非线性影响,推导出椭圆余弦波的波面方程,在此基础上进一步得到一个关于速度势... 我国海上油田开采起步较晚,大部分油田处于浅水区,因此,在设计管道时,应充分考虑由浅水区波浪引起的管道周围海床渗流力。根据浅水波相关假设,考虑自由水面非线性影响,推导出椭圆余弦波的波面方程,在此基础上进一步得到一个关于速度势的表达式,并根据该表达式得出作用于海床表面的波压公式。考虑海床土的压缩性,推导出一阶近似椭圆余弦波作用下浅水区埋置管道周围海床的渗流压力解析解,最后将计算结果与大型水槽试验及以往研究成果作对比。结果表明,在椭圆余弦波的作用下,由一阶椭圆余弦波理论得到的计算结果与试验结果规律基本一致,与相似工况下的现有理论成果数值基本相同,具有一定的可行性和工程价值。 展开更多

关键词 椭圆余弦波理论 渗流压力 数值计算

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二维RLW方程的Cauchy问题 被引量：5

14

作者 黄正洪 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2002年第2期157-164,共8页

通过椭圆积分求出了二维RLW方程椭圆余弦波解 ,并用先验估计方法证明了该方程Cauchy问题关于小x、y周期解的若干性质和解的唯一性。

关键词 二维RLW方程 椭圆余弦波解 周期解 唯一性 柯西问题 非线性色散系统

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关于非线性Pochhammer-Chree方程的解 被引量：7

15

作者 黄正洪 《应用数学》 CSCD 北大核心 1993年第4期452-456,共5页

本文研究了弹性杆纵向形变方程:u_(tt)—u_(ttxx)—u_(xx)—(1/3)(u^3)xx=0的椭圆余弦波解,并用Adomian分解法,求出了其初边值问题解.

关键词 非线性 P-C方程 解 偏微分方程

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层结大气中非线性椭圆余弦波和孤立波的研究 被引量：1

16

作者 徐银梓 党人庆 《气象学报》 CSCD 北大核心 1998年第1期20-30,共11页

在前文采用半地转近似和行波法来研究层结大气中的非线性波动的基础上，进一步探讨非线性方程及其级数近似方程的解的稳定性，波动解的存在条件和波动的一些特征。研究指出，在平衡点附近，将非线性方程用其级数近似方程代替是可行的、... 在前文采用半地转近似和行波法来研究层结大气中的非线性波动的基础上，进一步探讨非线性方程及其级数近似方程的解的稳定性，波动解的存在条件和波动的一些特征。研究指出，在平衡点附近，将非线性方程用其级数近似方程代替是可行的、合理的。在初始拟能满足一定的条件下，椭圆余弦波和孤立波是存在的。文中还求得了椭圆余弦波解的周期、ｘ向波长和振幅以及孤立波的宽度和振幅。并指出，孤立波的宽度和振幅不但与波速有关，还与β因子和层结稳定度有关，而且在相同的某条件下，西行的混合Ｒｏｓｓｂｙ－重力孤立波比起东行的惯性重力孤立波来，宽度要小但振幅却大。 展开更多

关键词 层结大气 椭圆余弦波 弧立波 稳定性

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墩柱波浪力试验研究 被引量：1

17

作者 李炎保 宋礽 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1991年第S2期98-102,共5页

通过小尺度以惯性力为主的墩柱波浪力的系统试验,分析非线性效应对桩柱波浪力惯性分量的影响,讨论Stokes波和椭圆余弦波等非线性波浪理论计算桩柱波浪力的适用范围,并就应用线性波浪理论计算非线性条件下的桩柱波浪力提出修正方法。

关键词 墩柱波浪力 惯性分量 STOKES波 椭圆余弦波

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AB磁通对量子格气模型非线性解的影响

18

作者 刘成有 谢元栋 夏谦 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期51-57,共7页

求出了有AB磁通时量子格气模型的椭圆函数波解 .给出了椭圆函数波的能隙、有效质量和束缚能 .指出了类自旋波和弧子是椭圆函数波的特例 ,揭示了AB磁通对孤子宽度、峰值。

关键词 椭圆函数波 孤子 AB磁通 量子格气 非线性解

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陆架陆坡区非线性内波生成和传播的数值模拟(英文)

19

作者 李群 徐肇廷 陈旭 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2008年第3期340-345,共6页

内孤立波是陆架陆坡区一种常见的现象.借助于一个2层非静力近似模式(Gerkema)模拟分析了内孤立波在陆架生成及传播特性,并与已有的观测资料进行了比较分析.结果表明,正压潮与地形相互作用激发生成内潮,内潮在向岸传播过程中,由于正压潮... 内孤立波是陆架陆坡区一种常见的现象.借助于一个2层非静力近似模式(Gerkema)模拟分析了内孤立波在陆架生成及传播特性,并与已有的观测资料进行了比较分析.结果表明,正压潮与地形相互作用激发生成内潮,内潮在向岸传播过程中,由于正压潮流及自身的非线性作用而发生分裂,受频散作用的影响进一步演化成内孤立子波列.而对于离岸传播的内潮,由于较强的频散效应,非线性与频散在较大尺度上达到平衡,从而使得波形呈现椭圆余旋波的特征. 展开更多

关键词 非线性内波 非静力效应 椭圆余旋波

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波浪在潜堤和潜堤地形上的传播变形 被引量：5

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作者 孙亮 那鑫宇 +2 位作者 陈柯宇 李芬 陈明胜 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期139-144,共6页

为了分析波浪在近岸区域受到水下结构物或地形影响产生的传播变形,本文基于计算流体动力学开源程序OpenFOAM建立了数值波浪水槽,模拟了规则波在潜堤上和椭圆余弦波在潜堤地形上的传播变形,将选定位置处波面的数值结果分别与代尔夫特理... 为了分析波浪在近岸区域受到水下结构物或地形影响产生的传播变形,本文基于计算流体动力学开源程序OpenFOAM建立了数值波浪水槽,模拟了规则波在潜堤上和椭圆余弦波在潜堤地形上的传播变形,将选定位置处波面的数值结果分别与代尔夫特理工大学的试验数据、基于Boussinesq方程的数值结果相对比,所得的数值结果与已发表的结果均吻合较好。结果表明:使用OpenFOAM可以精确地模拟波浪在潜堤和潜堤地形上的传播变形,将为近岸结构物的相关研究及设计提供可靠依据。 展开更多

关键词 潜堤 地形 规则波 椭圆余弦波 OPENFOAM 数值波浪水槽 传播变形 近岸结构物

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