椭圆余弦波爬坡与反射的解析研究

本文应用渐近匹配法对椭圆余弦波在中等陡度的岸坡上的爬高和反射进行了解析研究。给出了反射过程中内、外场波形及速度变化的解析表达,得到了坡面上水波最大和最小爬高的规律及它们出现的时间,并进而探讨了坡陡的影响。当波长无限增大时,该解析解收敛于孤立波的情况。这些新的解析结果不仅有助于揭示岸坡对非线性浅水波影响的力学机理,在海岸防护和开发等工程领域中也具有现实的指导意义。     

二维孤立波的透射与反射

本文应用渐近匹配方法探讨了孤立波遇到二维柱体时的透射与反射问题。远场解由Boussinesq方程制约,用差分方法数值地求解;内场解则从Laplace方程着手,对矩形柱体,分区域按本征函数的展开来表示;内外解经过匹配迭代求解。作为算例,给出了透射和反射的波形以及作用力和力矩随时间变化的曲线。     

大直径圆柱体上的二阶波浪力

在二阶波浪力的计算中,二阶绕射势满足的非齐次自由条件,其非齐次项在整个自由面上不是绝对可积的,给解析或数值求解造成了困难。本文推广了周清甫的工作,对有限水深引进了一个“局部扰动源”,用此局部扰动源在自由面上的分布,构造了满足非齐次自由面条件的二阶势的特解。并进一步证明,此特解在远处收敛得足够快,只剩下外传的自由波,后者在无穷远处满足通常的Som-mevfeld条件。 按这个方法,本文得到了大直径圆柱体在有限水深中的完整的二阶绕射势,计算了二阶波浪力,并与实验数据和现有的计算结果进行了比较。比较表明,在波长稍大的地方,本文的结果有明显改善。     

船舶在波浪中大幅度运动的工程算法

本文基于切片理论，计入船体运动时湿表面及其对船体流体动力性能的影响，提出了一种船舶在波浪中大幅度运动的工程估算方法，并通过对一系列６０船型计算，考虑了船舶在迎流中大幅度运动昱的运动特性、与波面的相对运动和船体瞬时受力。这一方法简单实用，对船舶方案设计有积极的意义。     

用于船体粘性绕流计算的常规船型的三维贴体网格的…

本文开发了一种任意船型的三维贴体网格的自动生成程序，该模块的特点是具有较小的网格生砀ＣＰＵ时间，尤其能极方便地控制船面附近网格间距，选择了用于粘流计算的三条经典船型如Ｓｅｒｉｓｅ６０，ＳＳＰＡ７２０货船及ＨＳＶＡ油船作为计算算例，其网格生成的质量是相当满意的。     

非线性波浪绕射问题的数值计算

本文给出非线性波浪绕射问题的计算模型,并用时间步进和边界元法求解。该模型能适用于严重非线性情形,且能满足初始条件和辐射条件。作为对该模型的检验,我们对孤立波绕过穿刺水面的直立圆柱的算例进行了计算,并同Isaacson的解析解、李宝元的差分解进行了比较,结果吻合很好。此外我们还用数值方法同时模拟造波机造波和求该波与直立圆柱的相互作用。结果表明,数值波浪水池能够以尽可能短的暂态过程,模拟波浪与物体的相互作用,提供良好的初始条件。数值波浪水池还能用于任意水深、任意水底形状下的相互作用问题。本文的计算模型和算法具有机时省,计算稳定的优点。     

三维障碍物形状近场反演的一种快速算法

文章研究了从点声源散射场的有限孔径近场测量信息来再现多个三维障碍物形状的反问题。指出了数值求解这类反问题的一种简单快速逄。数值结果表明了该算法是有效和实用的。     

深水时域格林函数的实用数值计算

如何精确而又快速地计算时域格林函数及其导数是求解船舶水动力问题的关键。论文基于Bessel函数的性质推导了深水格林函数及其导数所满足的常微分方程，提出了结合求解常微分方程的节点制表、节点间插值的快速计算格林函数的方法。数值计算表明该计算方法克服前人节点制表节点间插值计算方法的缺点，提高了格林函数的计算效率和数值精度。     

Bankine源高阶边界元法求解势流问题

本文以简单Ｇｒｅｅｎ函数１／ｒ为基本解，采用高阶边界元求解势流问题。利用８结点等参元来逼近流域边界的几何形状和未知量，利用变形的边界积分方程和坐标变换技术有效地处理了在场点的立体角计算和数值积分中所谓的“奇异性”问题，得到足够精度的结果。对零航速的半球振荡问题的数值解表明，１／ｒ源高阶边界元法能给出满意的结果，且消除了“不规则频率”现象。     

用于船体粘性绕流计算的常规船型的三维贴体网格的自动生成

本文开发了一种任意船型的三维贴体网格的自动生成程序，该模块的特点是具有较小的网格生成的ＣＰＵ时间，尤其能极方便地控制船而附近的网格间距，选择了用于粘流计算的三条经典船型如Ｓｅｒｉｅｓ６０，ＳＳＰＡ７２０货船及ＨＳＶＡ油船作为计算算例，其网格生成的质量是相当满意的。