基于物理的海洋场景模拟技术综述

系统阐述海洋场景模拟的发展历程以及当前基于物理的海洋场景模拟热点问题和前沿理论,并对浪花的动态仿真、流体表面重建以及流固耦合等细节增强策略进行详细分析和总结,就实时模拟问题中的加速策略进行了简要论述.     

起重船波浪载荷直接计算方法研究

起重船波浪载荷直接计算大致包括频率响应函数(RAO)计算、作业工况载荷短期预报、调遣工况载荷长期预报、设计波参数确定等内容。通过DNV GL SESAM HydroD软件,建立波浪载荷直接计算所用的计算模型,在进行整船强度分析时,将对应于设计波浪向和频率波浪诱导压力以及惯性力的实部与虚部,分别施加到有限元模型进行有限元求解,进而得到单元应力响应函数(RAO)。     

(3+1)维Korteweg-de Vries (KdV)方程的高阶怪波解和多波浪解

基于Hirota双线性形式，一个新的（3+1）维Korteweg-de Vries（KdV）方程的高阶怪波解和多波浪解被得到.通过作图，更直观地展示和讨论了高阶怪波解和多波浪解的动力学性质.     

基于三维水动力方法的三体船连接桥波浪载荷计算分析

文章应用三维水动力分析方法进行三体船连接桥波浪诱导载荷的研究工作,建立三体船水动力分析面元模型,计算三体船在迎浪状态下零航速和中低航速运动响应,并与三体船拖曳水池模型试验结果进行对比,证明了此计算方法的可行性。通过计算,探讨了三体船连接桥波浪载荷随航速和浪向的变化规律及特点,并对连接桥的波浪诱导载荷量级进行了一定的分析,计算结果对于提高三体船耐波性能和加强三体船的强度校核有重要的参考价值。     

珊瑚礁地形上胸墙波浪力大水槽试验

基于大比尺波浪水槽试验,开展了珊瑚礁地形上的波浪与斜坡堤相互作用试验。在不同水深和波浪条件下测量斜坡堤胸墙的水平力和浮托力,并与规范值进行对比。试验结果表明:胸墙的波浪力受波浪破碎后的堤前壅水、破碎波高和水流冲击的共同影响;胸墙水平力呈矩形分布,浮托力呈三角形分布;由于波浪在珊瑚岛礁上传播过程中的能量耗散,平均水平力和前趾浮托力试验结果均小于采用深水波要素计算的规范值,所提出的基于胸墙距礁缘的相对距离和礁盘上相对水深的波浪力修正系数,修正后的公式计算结果与试验值吻合较好。     

波浪作用下管线-海床模型动态响应及液化

基于Biot动力方程,利用COMSOL多物理场有限元计算软件构建了波浪-海床-管线动力响应的计算模型,模拟了一阶斯托克斯波作用下管线周围土体孔压和有效应力分布情况,对海床土体的液化情况进行判断,研究了波浪诱发海床液化及管线失稳的机理.研究过程中采用Partly dynamic动力方程(u-p模式).在Partly dynamic模型中,将海床视为多孔弹性介质,并且将孔压和位移视为场变量,考虑土体位移加速度,忽略孔隙流体惯性项的作用.模型得到验证后的参数研究表明:土体渗透系数、饱和度以及管线埋深、波高等参数对海床的孔压和有效应力影响显著.     

细长柔性波浪柱流致振动高保真数值模拟研究

波浪柱具有良好的减阻减振效果，在海洋工程和桥梁工程中应用广泛。为了研究低雷诺数均匀流下细长柔性波浪柱的流致振动特性，选取了3种不同波高的截面直径呈正弦变化的波浪柱，分别给予其驻波和行波的初始激励，对其动力特性和尾流特征进行分析，并与同等条件下的光滑直圆柱进行了对比。研究结果表明，柔性波浪柱在驻波和行波初始激励下的流致振动特性有很大差别：在驻波激励下，当波高≥0.2D时，波浪柱振动得到了很好的控制，这主要归功于波浪柱的特殊结构防止了剪切层与强度较高的涡结构发生掺混，增大了漩涡生成长度；而在行波初始激励下，波浪柱的控制效果有限，局部雷诺数主导了结构响应、尾流模式和展向变化特征。