强震下流体对渡槽槽身的作用

本文应用边界元法计算了强震下流体的非线性晃动及其对槽身的水平力及翻转力矩，将所得数值结果与线性解析方法的计算结果作了比较，分析了两类结果的异同点。计算表明：强震时，流体对槽身可能会产生很大的横向水平力，建议在抗震设计时考虑这一作用因素。     

拱坝地震输入模型中黏弹性边界与黏性边界的比较

本文首先介绍了动力分析中无限地基数值模拟采用的各种方法，包括无穷元方法、边界元方法、无穷边界元方法。无限边界处理有叠加边界、黏性边界、黏弹性边界和人工透射边界。介绍了拱坝地震自由场输入模型。通过算例和实际工程计算，验证了黏性边界和黏弹性边界均有较好的吸能效果，且两种边界条件下，所得计算结果几乎一致。黏性边界或黏弹性边界均可作为拱坝地震自由场输入模型中的吸能边界。     

矩形明渠三维紊流的数值模拟

在明渠三维流动中，紊流产生的二次流起关键作用，它对主流流场分布，壁面应力及污染物的扩散有很大影响，有时还影响床面的稳定，Ｋ－ε紊流模型及类似的双方程模型不能计算这种二次流动。本文将非线性Ｋ－ε紊流模型用于明渠三维紊流的计算，模型用张量形式推出，比代数应力模型更易推广到复杂边界流动，应用这一模型及另两种代数应力模型对矩形明渠流动进行计算，所得结果，尤其是表述紊流特征的量，与实测资料进行了详细比较，并     

贴近浅水水底矩形柱体的附加质量和阻尼系数

本文应用渐近匹配法导出了计算贴近浅水水底作垂荡运动的矩形柱体的附加质量和阻尼的公式。所得之公式形式简单,计算结果与按边界元法(BEM)计算所得之结果符合良好。本文还对浅水中柱体的附加质量和阻尼的性态进行了讨论。     

分析供水边界含水层抽水试验数据的新方法

提出了一种分析直线供水边界含水层抽水试验数据的新方法。本文将井函数中的2个级数表达式分别采取不同的简化方式，建立了一个二元线性回归方程。将试验数据分别转换为对应回归方程中因变量和自变量的数据后，利用线性最小二乘法计算回归方程中的常数，然后利用这些常数计算含水层参数和映射井至观测井间的距离。与传统方法相比较，本文方法不需预先绘制专门图解曲线；不存在人为的随意性对计算结果精度的影响，计算过程易于程序化。     

地下水数值模拟中4条人为边界模型处理

运用Visual Modflow模拟地下水的运动特性时,模型边界条件概化与处理的好坏直接关系到模型是否合理和结果的精确度,而在各类边界中很难找到合适的自然边界或者第一类边界,这时如何处理边界条件成为数值模拟的关键问题。本文针对该问题引入了人为边界的概念,并具体研究了4条人为边界的处理和实现方式:就目标系统而言,将上、下游水位等值线概化为二类流量边界,两侧垂直于水位等值线的直线段概化为零流量边界。通过上、下游边界的流量以井点的形式给出,上游补给边界布设注水井,下游排泄边界布设抽水井,井流量通过迭代的方法得到。     

多极子去奇异边界元法在三维水波问题中的应用

在众多水波问题，尤其是非线性水波问题求解中，巨大计算量和存储量一直是人们试图克服和解决的重点与难点。本文通过对简单Green函数基本解1／r做多极子展开，并应用到去奇异边界元法中求解三维水波问题。通过无限区域中水流对圆球绕射算例的数值计算，验证了多极子去奇异边界元法能给出高精度的满意结果，与传统边界元方法相比避免了边界积分中奇异性的单独处理并将计算量和存储量均降到了O（NIgN）和O（N）数量级，同时对完全非线性水波问题的时域模拟也得出了令人满意的结果，验证了该方法在处理大计算量问题中所具有的优势。     

二滩电站6号机甩负荷试验实测值与计算值对比

二滩水电站是我国本世纪建成发电的最大的水电站，也是我国利用世界银行贷款进行水电建设的成功典范，电站引水发电系统布置具有一定的典型性，其6号机组由国外进口，水轮机特性采用数据表的形式给出。采用特征的线法进行了机组甩负荷过渡过程计算给出了计算采用的边界方程并与实测结果进行了对比分析，所得结果对相似电站的设计计算具有一定的参考价值。     

潮汐水域电厂温排水的水流和热传输准三维数值模拟

本文采用浮力修正的k-ε湍流模型，三维离散型边界拟合坐标变换下的控制体积法，进行滨海电厂冷却水工程的潮汐水流和热传输的三维数值模拟研究。以泉州湾水域某核电厂冷却水工程为例，对表排深取的工程布置方案进行了数值计算。计算所得的该水域潮位、流速和流向与原体观测资料吻合良好；所得温排水的温升范围以电厂排水口为中心，沿泉州湾北岸成带状分布；对排水口近区垂向温度分布计算结果与物理模型试验值进行的比较分析表明，排水口附近区域有明显的热水分层现象，但其热水层比试验结果偏小，考虑到物理模型试验也存在着变态效应，总体上认为温度场的计算结果与试验资料趋势一致。     

窄缝法在二维边界变动水域计算中的应用

本文根据在床底人为设置窄缝的设想,对二维不恒定流计算中由于水位变动而造成的计算域相应变动的问题进行了处理,结合破开算子法,提出了具有动边界功能的计算二维不恒定流动的一种新模式。该模式解决了用固定边界模拟变动边界的问题,并具有良好的稳定性和计算精度,计算实例表明:本模型与一般固定边界的模型相比,所增加的计算量不多,而大大改善了滩地水流的模拟。     

黏性波浪场与半潜平台相互作用的数值模拟

以N-S方程为控制方程,采用动量源方法,结合追踪自由面的VOF方法,基于FLUENT求解器,建立了同时具有造波和消波功能的数值波浪水槽.利用该数值水槽对黏性波浪场与半潜平台的相互作用问题进行了数值模拟,获得了黏性波浪场作用下半潜平台水动力载荷及其立柱表面波浪爬高的时历特性.研究表明,利用所建立的数值波浪水槽来研究黏性波浪场与深海平台非线性相互作用是一条有效的途径.     

振荡层流边界层运动的格子Boltzmann模拟

将波浪作用下的振荡边界层问题化为振动平板边界层问题，利用格子Boltzmann方法中不可压缩的模型模拟了线性波和椭圆余弦波作用下的层流边界层流速变化，并和理论解进行了比较。算例表明，不同波浪条件下的数值模拟结果和理论解吻合较好，仅在流速较小的相位时两者在近床面处有较大误差，误差的形成主要与边界条件的精度有关。     

无反射造波数值波浪水槽

本文应用ＶＯＦ方法建立了二维数值波浪水槽模型。基于线性造波机理论在水槽左端设置了可吸收式造波机数值边界条件。即造波板的运动除了产生行进波外，同时还产生一个抵消反射波的局部波动。水槽右端除了通常的可滑移与无滑移直墙边界条件外，依据线性辐射条件建立了开边界条件。通过水槽右端为直墙时的全反射情形，比较了可吸收造波机与普通造波机的速度变化与波面变化。文中在Ｈ０／ｄ＝０．１￣０．３，ｄ／Ｌ＝０．１２４￣０．     

THREE-DIMENSIONAL NUMERICAL SIMULATION OF WAVE SLAMMING ON AN OPEN STRUCTURE

The three-dimensional numerical simulation of wave slamming on an open structure in the splash zone is carried out based upon the Volume Of Fluid (VOF) method.A wave basin is established by solving the...     

考虑成层地基的黏弹性人工边界模型

为了将黏弹性人工边界条件用于成层地基模型的计算中,基于波动理论,推导了不同类型地震波的波幅比计算公式,采用延迟法考虑行波效应,完成了成层地基的自由场求解,得到了考虑地震波一次反射透射的等效荷载计算公式,最终建立了考虑成层地基的黏弹性人工边界模型。以SV波垂直入射为例,采用所建立的模型进行了重力坝的动力计算。结果表明,该模型满足工程抗震分析的精度要求,可以解决成层地基条件下,地震波垂直入射时考虑土-结构相互作用的结构动力分析问题。     

用格子Boltzmann方法模拟涌波的反射与绕射

本文应用格子Boltzmann模型建立离散动力学模型,并利用Chapman Enskog对模型的方程组进行展开,建立了模拟二维浅水动力学的方程组。在从理论上证明了它严格地满足质量和动量的基本守恒定律的基础上,应用所建立的模型进行数值试验,模拟了溃坝涌波现象及其与固壁和建筑物的相互作用。利用这一模型计算了溃坝波与水中方柱和圆柱的相互作用,以及明渠内的涌波的反射和绕射复杂流场。该模型具有显式的表达形式,易于编程应用;粒子运动是彼此独立的,适合于并行数值计算;边界条件易于处理;易于处理多相流动微观机制等优点。     

斜向波与长棱柱型浮式结构物相互作用的边界元模拟

采用第二类变形Bessel函数对斜向线性入射波与任意截面形状的长棱柱型浮式海洋结构物的相互作用问题进行了边界元法模拟,给出了常数元和线性元的奇异积分处理方法以及开边界的处理方式。对矩形和圆形结构物的水动力系数和波浪力进行了计算,并与解析解及有限元计算结果进行了比较。结果表明,本文方法能得到满意的结果,且未出现不规则频率现象。     

风对二维极值波作用的数值研究

实际海域中风浪往往共存,当极值波浪出现时,风会对其特性产生很大影响。为了研究风对极值波浪特性的影响规律,该文基于势流理论建立自由水面满足完全非线性边界条件的风浪混合作用数值水槽模型,通过实时模拟造波板运动产生入射波,并基于波群聚焦原理定点产生极值波浪,利用改进的杰弗里斯遮蔽原理(Jeffreys'sheltering mechanism)将风压引入到自由水面动力边界条件中。在时域模拟中,采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪瞬时水面,利用格林第二定理建立了边界积分方程,采用高阶边界元方法进行离散求解。通过与已发表实验结果对比验证模型的准确性,进而开展数值实验研究风对极值波浪水动力特性的影响,包括聚焦幅值、聚焦位置和极值波高随风速的变化以及波群聚焦和解焦过程波浪演变特性等。     

OBLIQUE WATER WAVES IMPACTING ON A THIN POROUS WALL WITH A PARTIAL-SLIPPING BOUNDARY CONDITION

When an incoming water wave is parallel to a porous breakwater,a paradoxical phenomenon exists in that by strictly following the potential flow boundary condition of normal flux continuity on the interfaces,the water wave permeates the wall completely,regardless of breakwater porosity.To account for this paradoxical phenomenon when solving the problem of water waves obliquely impacting on a thin porous wall,a new partial-slipping boundary condition on the thin porous wall for potential flow is proposed.Analytical results show that when the water wave is parallel to a thin porous wall(i.e.,the incident angle equals to 90o) ,the transmitted wave side remains quiescent,i.e.,the transmitted wave side does not capture any wave energy when no viscous effect exists.This reveals that the above-mentioned paradoxical phenomenon disappears.The viscous boundary layer effect is also investigated in this study,which provides proper boundary conditions on a thin porous wall for viscous flows and detailed flow information.     

VOF方法模拟波浪槽中二维非线性波

造波板运动生成非线性波问题是研究物体与波浪非线性相互作用的典型例子。本文研究了用ＶＯＦ方法模拟波浪水槽生成非线性波（孤立波和椭圆余弦波）的问题，为实现造波板在计算中可以做穿越网格的大幅值运动，本文采用在压力迭代中调整造波板邻近单元中压力来满足造波板上流体运动条件。对开路边界条件和自由表面与物面交点处边界条件也提出了处理方法，计算结果与实验结果和解析结果进行了对比。