二阶波浪力作用下漂浮式风力机Spar平台的动态响应分析

平台结构的稳定性是海上漂浮式风力机安全运行的基本保障。本文建立基于OC3-Hywind Spar Buoy平台的NREL 5 MW漂浮式风力机整机模型,采用辐射绕射理论结合二阶传递函数(QTF)的方法,借助ANSYS/AQWA分析二阶波浪力对Spar平台动态响应的影响。并从频域角度对比一阶、二阶波浪力对平台的作用,从时域角度分析风、流和二阶波浪力联合作用引起的慢漂响应和一阶波浪力引起的波频响应。结果表明:同一自由度方向的差频QTF与和频QTF的变化趋势大体一致;平台所受二阶波浪力较一阶波浪力小一个数量级;二阶波浪力对不同自由度的动态响应影响不同;时域动态响应由波频响应和慢漂响应组成,其中波频响应是均值为零的往复运动,慢漂响应是长周期的漂移运动。     

潜体在两层海内波中的波浪力计算

本文以近似潜艇的细长回转体为模型,在两层海模式中三种不同潜深下,利用边界元法计算了内波对潜体的一阶垂荡波浪力和一阶纵摇波浪力矩,作为特例计算了近水面潜体的波浪力及力矩,并与实验结果进行了比较,两者吻合较好。     

圆柱墩群上波浪力计算

根据平面波与圆柱群相互作用理论,计算了柱群由4个同径柱分别分布在正方形和矩形角点上,4个异径柱分布在矩形角点上和9个同径柱等间距分布的柱列等4种情况的柱上波浪力。     

波浪辐射应力张量的垂向变化

将垂向考察区域分为波谷以下部分,波谷至平均水面部分以及平均水面以上部分,应用线性波理论,分段推求波浪辐射应力张量沿水深分布函数,通过欧拉坐标变换,建立了任意波向角时波浪辐射应力张量的计算表达式,给出深水及浅水条件下的渐近表达式,讨论了波浪辐射应力张量的垂向变化情况。     

浅水区孤立墩上的非线性波浪力

本文基于一阶近似椭圆余弦波理论研究了浅水区非线性波浪对圆柱墩的绕射作用,推得了计算绕射后圆柱墩周围的水面方程,从而得到墩柱面上波面的壅高值。文中也推导了作用于圆柱墩上的波浪力计算公式,并对工程中常遇到的波浪范围进行了计算,得到了非线性波浪力与线性波浪力的比值,并制成图供设计参考。     

用时域法求解二维二阶非线性水波的绕射问题

本文用二阶理论在时期围内研究非线性水波的绕射问题。一、二阶问题分别满足各自的自由表面条件和物面条件。用一阶Ａｄａｍｓ格式并配合时步处理来计算自由表面上的波高和速度势，而流场内的速度势通过求解有限元方法得到。采用人工阻尼区来吸收反射波，对水平半圆柱在水面的绕射问题进行了计算，得到了自由表面波高时间历程和圆柱所受到的波浪力，计算结果和有关文献进行了比较，其符合程度是令人满意的。     

波流联合作用下的物体上的波浪绕射力

本文研究了在波流联合作用下的任意三维物体的波浪绕射问题,建立了求解物体上的波浪绕射力的时域解理论模型。本文证明了对于任意三维物体,如果在自由面条件简化时,假设定常兴波势为有限量阶,则在波浪绕射力公式中,不存在含有绕射势的水线积分项。从数学上证明了水线积分项反映了自由面条件中定常兴波势和不定常势之间的耦合效应。在此基础上,本文提出了在波流联合作用情况下,作用在物体上的绕射力与辅助辐射势之间的关系式,从而不须求解绕射势便可得到绕射力。     

波浪对三维浮体的二阶作用

本文通过求解二阶势的方法对波浪与任意形状三维物体的相互作用问题做了研究，波浪运动的二阶势应用高阶边界元方法进行计算，为了高阶边界元法的应用，本文给出了一个无速度势二阶空间导数，无奇异积分的新的积分方程。     

零攻角和小攻角下带空泡轴对称细长体的水动力计算

本文利用数值计算手段研究零攻角和小攻角下轴对称细长体的肩空泡形态，压力分布和水动力等特性。潜体绕流问题的求解是利用物面布置奇点的有限基本解方法，发展一种有效的迭代方法－自适应改进型牛顿迭代法求解空泡自由表面的形状，这种迭代法本文选用的空泡尾流模型，收敛性很好。     

作用于直墙堤上不规则波破波波浪力的统计分布特性

根据不规则波破波波浪对直墙堤作用力的实验资料进行概率分析，本文指出概率分布可用威布尔分布表述，并提出了其形状参数ｍ与波浪要素和基床条件等参数的拟合关系，其尺度参数ａ可由ｍ值通过二者间的理论相关式求得，分析成果与实验结果符合良好。     

波浪和水流对大直径圆柱的共同作用力

本文将波流共同对圆柱作用的速度势分成合模势（无自由表面的绕流速度势）、流兴波势和非定常波势三部分。忽略小量的流兴波势，考虑合模势对非定常波势的影响，用直接边界元法求出非定常波势，从而求出波流共同对圆柱的作用力，提出了沿流线的自由表面条件和波流共同作用下散射波的幅射条件。文中给出了波流对大直径圆柱作用力曲线，可供工程设计使用，适用条件是相对水深ｄ／Ｌ＞０．１５，相对流速Ｕ／ｃ＜０．２。     

孤立波与潜水台阶相互作用的数值研究

本文用完整二维Navier-Stokes方程和VOF方法研究孤立波与潜水台阶障碍物相互作用问题.本文的计算结果与Seabra-Santos,Penouard and Temperville(1987)的实验结果有较好的一致性,与Germain(1984)基于势流浅水理论的结果较为接近,同时能更好模拟出前传演化波的衰减.只要给出初始孤立波波幅,静水深和潜水台阶障碍物的高度,利用本文方法就能模拟出演化波、分裂波和反射波的波形,并给出每一时刻的自由面形状、流场、涡量和压力的分布.     

垂直桩柱正向波流力的计算及水动力系数C_D、C_M分析方法的探讨

文中首先综述了目前常用的水动力系数C_D,C_M的分析方法,并通过大量实验结果的分析对比得出,只要按本文所定义的KC数相同,则无论是纯波场,还是波流共存场,不管是规则波情况下还是不规则波情况下,都应具有相近的C_D、C_M值。文中还通过计算值与实验结果的对比,验证了本文所述波流共存场中不规则波情况下桩柱波流力计算方法是切实可行的。     

内波研究中的射线理论和陷波

本文在对内波方程以差分方法进行数值求解后，应用射线理论讨论了内波的运动和传播特性。指出内波在传播过程中存在两种折转类型，即似刚性壁面上的反射和沿焦散线在ｗ＝Ｎ处的切向弯转，后者就是本文所称的内陷波。     

Wave Current Forces on the Pile Group Of Base Foundation for the East Sea Bridge, China

On the basis of the two structures of the bridge foundation designed for the East Sea Bridge, the wave current forces on four types of oblique piles, the pile group and the single piles at different positions in the pile group considering the effect of the super structures were experimentally investigated. The relationship between the wave current forces and the associated wave parameters, and the comparison of the wave current forces on the pile groups and the single piles were systematically analyzed. The group effectiveness and the reduction coefficient for the wave current forces on the group were examined for engineering design.     

求解零航速物体水动力的简单Green函数方法

频率域中求解零航速物体水动力的简单Green函数方法的基本原理是将流场分成内场和外场,外场中的速度势通过特征函数展开写成解析表达式,内场周界上的速度势则利用边界积分方程求解,但选用的Green函数是简单的,即无界域中点源的速度势。这意味着在内场的整个周界都要布置奇点。内外场速度势在它们的交界面上用代入法连接。简单Green函数方法已成功地应用于二维、三维物体的一阶和二阶辐射、绕射问题,结果表明该方法具有很多方面的优越性。     

智能类型与思维方式研究下的高职马克思主义教育

高职生作为以形象思维为主的具有不同智能类型的青年学生,在接受马克思主义理论教育过程中有着自身的特点和规律。进一步加强和改进高职院校马克思主义理论教育,必须尊重高职生的这一特点。通过实现马克思主义理论教育通俗化、革新教育方法、提倡隐性教育等,切实提高高职院校马克思主义理论教育的针对性和实效性。