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近岸水域波浪与结构物相互作用的数值模拟

作　者: 陆志妹
导　师: 缪国平
学　校: 上海交通大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 数值模拟速度势缓坡方程边界元法波浪力水动力系数
分类号: TV139.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

社会经济发展,人类在海岸带地区的活动日益频繁。海岸工程项目的数量和投资规模不断扩大,使人们对海洋结构物的安全和有效使用越来越重视。本文在近岸海域波浪与结构物相互作用方面做了初步研究,这些研究有利于近海水域工程的规划设计和海洋资源的开发,是适应国民经济和国防建设发展需要的研究。本文考虑了地形因素的影响,建立了新型缓坡方程数学模型以及缓坡方程-边界元方程耦合模型,既考虑近岸地形变化对波浪传播的影响,又考虑波浪与结构物特别是与浮式结构物的相互作用,可以深入研究不同地形条件下结构物在波浪中的受力特性和运动特性。首先引入岛体边界条件,采用自适应网格技术,建立新型缓坡方程数学模型。这一模型克服了边界条件单一的缺点,可以数值模拟具有复杂边界情况的问题。其次,在线性理论的框架内,建立了缓坡方程-边界元方程耦合模型,以研究海底变化条件下的波浪与结构物之间的相互作用问题,并从入射波波长和地形变

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章绪论  12-25
  1.1 引言  12-13
  1.2 近岸水域波浪与浮式结构物相互作用研究的概述  13-22
  1.3 本文工作  22-25
第二章新型缓坡方程的数学模型  25-47
  2.1 缓坡方程数学模型概述  25-26
  2.2 控制方程及曲线坐标变换  26-29
  2.3 边界条件和岛体边界条件  29-30
  2.4 数值离散格式  30-33
  2.5 计算算例  33-45
  2.6 本章小结  45-47
第三章缓坡方程－边界元方程耦合模型  47-69
  3.1 地形联合折射绕射问题  48-49
  3.2 缓坡方程－边界元方程耦合模型概述  49-57
  3.3 等水深水域问题  57-61
  3.4 计算算例  61-67
  3.5 本章小结  67-69
第四章近岸水域浮体的水动力特性  69-77
  4.1 波浪作用力与水动力系数  69-70
  4.2 数值模拟模型的应用  70-76
  4.3 本章小结  76-77
第五章波浪与结构物相互作用的解析研究  77-88
  5.1 近岸波浪与结构物相互作用解析研究的概述  77-78
  5.2 分区特征函数展开与匹配  78-81
  5.3 计算算例  81-87
  5.4 本章小结  87-88
第六章结语  88-90
  6.1 研究成果  88-89
  6.2 研究意义与展望  89-90
参考文献  90-101
致谢  101-102
攻读硕士学位论文期间发表的学术论文  102

近岸水域波浪与结构物相互作用的数值模拟

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