| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 符号表 | 第11-13页 |
| 缩略词表 | 第13-19页 |
| 第一章 绪论 | 第19-44页 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 | 第19-22页 |
| 1.2 CFD方法的研究现状 | 第22-26页 |
| 1.2.1 粘性流动数值模拟方法 | 第23-25页 |
| 1.2.2 自由面处理方法 | 第25-26页 |
| 1.3 数值波浪水池的研究进展 | 第26-36页 |
| 1.3.1 数学模型 | 第27-29页 |
| 1.3.2 数值造波技术 | 第29-30页 |
| 1.3.3 数值消波方法 | 第30-31页 |
| 1.3.4 强非线性波、畸形波的研究 | 第31-33页 |
| 1.3.5 波浪与结构物相互作用的研究 | 第33-36页 |
| 1.4 海洋工程粘性水动力问题求解器开发 | 第36-39页 |
| 1.4.1 求解器开发平台的选择 | 第37-38页 |
| 1.4.2 开源CFD程序库OpenFOAM& | 第38-39页 |
| 1.5 本文的主要工作 | 第39-42页 |
| 1.6 本文工作特色及主要创新点 | 第42-44页 |
| 第二章 粘性流体流动的数值模拟方法 | 第44-84页 |
| 2.1 引言 | 第44页 |
| 2.2 粘性流场模拟的数学模型 | 第44-55页 |
| 2.2.1 基本控制方程 | 第44-45页 |
| 2.2.2 湍流模型 | 第45-48页 |
| 2.2.3 自由面的处理 | 第48-50页 |
| 2.2.4 边界条件 | 第50-51页 |
| 2.2.5 有限体积法 | 第51-54页 |
| 2.2.6 速度压力耦合求解 | 第54-55页 |
| 2.2.7 代数方程组的求解 | 第55页 |
| 2.3 六自由度运动模型 | 第55-62页 |
| 2.3.1 坐标系定义 | 第56页 |
| 2.3.2 转换矩阵 | 第56-58页 |
| 2.3.3 运动方程建立 | 第58-60页 |
| 2.3.4 运动方程求解 | 第60-61页 |
| 2.3.5 动网格技术 | 第61-62页 |
| 2.4 漩涡结构的表达 | 第62-64页 |
| 2.4.1 涡量（Vorticity） | 第62-63页 |
| 2.4.2 漩涡判定准则 | 第63-64页 |
| 2.5 基本算例验证 | 第64-83页 |
| 2.5.1 NS方程数值求解方法验证 | 第64-74页 |
| 2.5.2 不可压缩两相流算例验证 | 第74-83页 |
| 2.6 本章小结 | 第83-84页 |
| 第三章 粘性数值波浪水池 | 第84-103页 |
| 3.1 引言 | 第84页 |
| 3.2 海洋工程水动力学求解器NAOE-FOAM-SJTU简介 | 第84-85页 |
| 3.3 粘性数值波浪水池的构建方法 | 第85-100页 |
| 3.3.1 数值波浪水池的数学模型 | 第86-87页 |
| 3.3.2 数值造波方法 | 第87-96页 |
| 3.3.3 数值消波方法 | 第96-98页 |
| 3.3.4 虚拟浪高仪 | 第98-100页 |
| 3.4 数值波浪水池的程序结构 | 第100-102页 |
| 3.4.1 造波板类waveMaker | 第100页 |
| 3.4.2 波浪理论类waveTheory | 第100-101页 |
| 3.4.3 波浪谱类waveSpectrum | 第101-102页 |
| 3.5 本章小结 | 第102-103页 |
| 第四章 粘性数值波浪水池中的波浪模拟与验证 | 第103-138页 |
| 4.1 引言 | 第103页 |
| 4.2 单向波的数值模拟 | 第103-129页 |
| 4.2.1 规则波模拟以及网格收敛性验证 | 第103-111页 |
| 4.2.2 规则波的非线性演化模拟 | 第111-122页 |
| 4.2.3 孤立波 | 第122-125页 |
| 4.2.4 瞬时极限波 | 第125-126页 |
| 4.2.5 畸形波 | 第126-129页 |
| 4.3 三维多向波的数值模拟 | 第129-137页 |
| 4.3.1 三维斜向波 | 第129-131页 |
| 4.3.2 多向不规则波 | 第131-133页 |
| 4.3.3 多向聚焦波 | 第133-137页 |
| 4.4 本章小结 | 第137-138页 |
| 第五章 波浪与固定结构物相互作用数值模拟 | 第138-173页 |
| 5.1 引言 | 第138页 |
| 5.2 单圆柱与规则波相互作用 | 第138-149页 |
| 5.2.1 计算模型 | 第140-144页 |
| 5.2.2 波浪爬高 | 第144-149页 |
| 5.3 单圆柱与孤立波相互作用 | 第149-160页 |
| 5.3.1 计算模型 | 第149-151页 |
| 5.3.2 波浪力 | 第151-152页 |
| 5.3.3 波浪爬高 | 第152-160页 |
| 5.4 多圆柱与规则波相互作用 | 第160-165页 |
| 5.4.1 计算模型 | 第160-162页 |
| 5.4.2 波浪爬高 | 第162-165页 |
| 5.5 多圆柱与孤立波相互作用 | 第165-172页 |
| 5.5.1 计算模型 | 第165-167页 |
| 5.5.2 波浪力 | 第167-168页 |
| 5.5.3 波浪爬高 | 第168-172页 |
| 5.6 本章小结 | 第172-173页 |
| 第六章 波浪与浮式结构物相互作用数值模拟 | 第173-197页 |
| 6.1 引言 | 第173页 |
| 6.2 自由浮体运动响应数值模拟 | 第173-184页 |
| 6.2.1 计算模型 | 第173-176页 |
| 6.2.2 规则波条件下的运动响应 | 第176-180页 |
| 6.2.3 畸形波条件下的运动响应 | 第180-184页 |
| 6.3 系泊海洋平台运动响应数值模拟 | 第184-195页 |
| 6.3.1 计算模型 | 第184-187页 |
| 6.3.2 规则波条件的运动响应 | 第187-193页 |
| 6.3.3 畸形波条件下的运动响应 | 第193-195页 |
| 6.4 本章小结 | 第195-197页 |
| 第七章 总结与展望 | 第197-201页 |
| 7.1 总结 | 第197-199页 |
| 7.2 展望 | 第199-201页 |
| 参考文献 | 第201-209页 |
| 附录A 软件著作权证书 | 第209-210页 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 | 第210-212页 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 | 第212-213页 |
| 致谢 | 第213-214页 |