基于粘性流理论的水平圆柱上波浪力数值研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstact | 第6-18页 |
| 主要符号表 | 第18-19页 |
| 1 绪论 | 第19-35页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第19-20页 |
| 1.2 波浪与结构物相互作用问题研究方法 | 第20-23页 |
| 1.3 数值波浪水槽模型的相关研究进展 | 第23-26页 |
| 1.3.1 流体运动基本数值理论方法 | 第23-25页 |
| 1.3.2 自由表面处理方法 | 第25-26页 |
| 1.3.3 数值造波和消波方法 | 第26页 |
| 1.4 水平圆柱上波浪力问题研究概况 | 第26-30页 |
| 1.4.1 淹没水平圆柱上波浪力研究 | 第27-28页 |
| 1.4.2 非完全淹没水平圆柱上波浪力研究 | 第28-29页 |
| 1.4.3 淹没水平圆柱强迫振荡下受力研究 | 第29-30页 |
| 1.5 目前研究中存在的问题 | 第30-31页 |
| 1.6 本文研究工作 | 第31-35页 |
| 2 粘性流数值水槽模型基本原理和数值方法 | 第35-55页 |
| 2.1 控制方程和湍流模型 | 第35-37页 |
| 2.1.1 Navier-Stokes方程 | 第35-37页 |
| 2.1.2 RNG湍流模型 | 第37页 |
| 2.2 数值离散 | 第37-42页 |
| 2.2.1 空间离散 | 第37-39页 |
| 2.2.2 时间离散 | 第39页 |
| 2.2.3 方程离散 | 第39-42页 |
| 2.3 VOF自由表面捕捉方法 | 第42-45页 |
| 2.4 边界条件以及造波和消波功能实现 | 第45-50页 |
| 2.4.1 数值水槽边界条件 | 第46-47页 |
| 2.4.2 五阶Stokes波浪理论 | 第47-50页 |
| 2.4.3 造波和消波方法 | 第50页 |
| 2.5 网格加密处理和动网格方法 | 第50-52页 |
| 2.5.1 结构物周围网格加密 | 第50-51页 |
| 2.5.2 动网格处理方法 | 第51-52页 |
| 2.6 流体作用力的计算和频域分解 | 第52-53页 |
| 2.7 数值求解过程 | 第53-54页 |
| 2.8 本章小结 | 第54-55页 |
| 3 粘性流数值波浪水槽模型验证 | 第55-69页 |
| 3.1 网格收敛性验证 | 第55-57页 |
| 3.2 大波陡波浪传播过程中波形验证 | 第57-60页 |
| 3.3 潜堤地形上波浪的传播变形验证 | 第60-63页 |
| 3.4 水平板上波浪冲击力验证 | 第63-66页 |
| 3.5 本章小结 | 第66-69页 |
| 4 淹没水平圆柱上波浪力研究 | 第69-99页 |
| 4.1 入射波波幅对波浪力的影响 | 第69-76页 |
| 4.1.1 算例设置和计算参数 | 第70-72页 |
| 4.1.2 小波幅下的波浪力结果 | 第72-75页 |
| 4.1.3 大波幅下的波浪力结果 | 第75-76页 |
| 4.2 流场分析和波浪力特征原因分析 | 第76-86页 |
| 4.2.1 小波幅下流场 | 第76-82页 |
| 4.2.2 大波幅下流场 | 第82-86页 |
| 4.3 不同入射波频率下波浪力研究 | 第86-90页 |
| 4.3.1 算例设置和计算参数 | 第86-87页 |
| 4.3.2 不同波浪频率下的波浪力对比 | 第87-89页 |
| 4.3.3 不同波浪频率下的流场分析 | 第89-90页 |
| 4.4 不同模型尺度下波浪力研究 | 第90-97页 |
| 4.4.1 算例设置和计算参数 | 第91-92页 |
| 4.4.2 不同尺度下的波浪力对比 | 第92-94页 |
| 4.4.3 不同尺度下的流场分析 | 第94-97页 |
| 4.5 本章小结 | 第97-99页 |
| 5 非完全淹没水平圆柱上波浪力研究 | 第99-131页 |
| 5.1 半淹没水平圆柱上的垂向波浪力验证 | 第99-102页 |
| 5.2 非完全淹没水平圆柱上波浪力的数值计算 | 第102-113页 |
| 5.2.1 算例设置和计算参数 | 第102-104页 |
| 5.2.2 波浪力数值结果 | 第104-112页 |
| 5.2.3 波浪冲击力 | 第112-113页 |
| 5.3 改进的Morison方程 | 第113-116页 |
| 5.4 水动力系数 | 第116-125页 |
| 5.4.1 惯性力系数和速度力系数的拟合方法 | 第116-117页 |
| 5.4.2 惯性力系数和速度力系数 | 第117-122页 |
| 5.4.3 冲击力系数 | 第122-125页 |
| 5.5 基于改进的Morison方程预测波浪力 | 第125-129页 |
| 5.5.1 冲击力作用过程 | 第125-126页 |
| 5.5.2 波浪力预测值与数值结果的对比 | 第126-129页 |
| 5.6 本章小结 | 第129-131页 |
| 6 淹没水平圆柱强迫振荡下受力研究 | 第131-161页 |
| 6.1 流体粘性对流体作用力的影响 | 第131-153页 |
| 6.1.1 算例设置及计算参数 | 第131-134页 |
| 6.1.2 流体作用力结果对比 | 第134-141页 |
| 6.1.3 受力分析和流场分析 | 第141-153页 |
| 6.2 不同振荡频率下流体作用力研究 | 第153-156页 |
| 6.3 不同模型尺度下流体作用力研究 | 第156-158页 |
| 6.4 本章小结 | 第158-161页 |
| 7 结论与展望 | 第161-164页 |
| 7.1 本文结论 | 第161-162页 |
| 7.2 研究展望 | 第162-164页 |
| 创新点摘要 | 第164-165页 |
| 参考文献 | 第165-172页 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 | 第172-173页 |
| 致谢 | 第173-174页 |
| 作者简介 | 第174页 |
