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常数分布Rankine源法与二阶绕射问题精度研究
  • ISSN号:1006-7043
  • 期刊名称:《哈尔滨工程大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O35[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003, [2]哈尔滨工程大学船舶工程学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50779008); 111创新引智计划资助项目(B07019)
中文摘要:

为了准确地预报作用在浮体上的非线性水动力,采用时域二阶理论对非线性波物相互作用问题进行了研究.对自由面条件和物面条件进行Taylor级数展开和Stokes摄动展开得到一阶和二阶边值问题.使用基于Rankine源的边界元法计算每一时刻的流场,并在自由面上采用积分格式的自由面条件(IFBC);在远方控制面上采用多次透射边界条件(MTF).以圆球绕流和直立圆柱桩的二阶绕射问题为例,研究了所述方法的数值精度,经过对数值结果的比较与分析,得出了该方法精度较低的原因,并且得到MTF和IFBC可以有效地用于时域二阶问题的数值模拟,在远方人工边界上达到无反射的效果.

英文摘要:

In order to exactly predict hydrodynamic forces acting on a floating body,a time-domain second-order method was formulated to simulate a three-dimensional nonlinear wave-body interaction problem.In this approach,Taylor series expansions were applied to the body surface boundary condition and the free surface boundary conditions.The Stokes perturbation procedure was then used to establish a corresponding first and second order boundary value problem on the time-independent surfaces.A boundary element method(BEM),based on the Rankine source,was used to calculate the wave field at each time step.A multi-transmitting formula(MTF) method,with an artificial wave speed,was then employed to satisfy the radiation condition and minimize wave reflections.A stable form,an integral form of free-surface boundary condition(IFBC) was used to update velocity potentials on the free surface.This method was applied to compute uniform flow over a sphere and surface-piercing circular cylinder causing second-order wave diffraction.The numerical precision of the method was then investigated.The results were also compared with analytical solutions and the differences between them were analyzed.It was shown that MTF and IFBC can be used to simulate second-order time domain problems.It was also seen that long-time simulations can be done almost without reflecting waves.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工程大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工程大学
  • 主编:杨士莪
  • 地址:哈尔滨市南岗区南通大街145号1号楼
  • 邮编:150001
  • 邮箱:xuebao@hrbeu.edu.cn
  • 电话:0451-82519357
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7043
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1390/U
  • 邮发代号:14-111
  • 获奖情况:
  • 工信部科技期刊评比"优秀期刊奖",中国高校科技期刊评比"精品期刊奖","北方十佳期刊奖",首届黑龙江省政府出版奖--优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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