振荡浮子式波能转换装置阵列的物理模型水池试验

 振荡浮子式波能转换装置在防波堤上进行阵列化布置时,各装置的浮子获能体之间会发生复杂的水动力相互作用,影响装置的运动和发电性能。开展物理水池试验,研究了防波堤前振荡浮子式波能装置阵列的水动力响应特性,着重分析了不同波浪条件下浮子尺寸和分布间距对装置运动性能和发电功率的影响规律。研究发现,在所考虑的参数范围内,相同波况条件下,小半径浮子波能装置的发电功率更高;窄频带波浪环境中,小间距布置有利于产生更大的功率峰值,且入射波高对装置的发电功率有显著影响。     

势流问题边界积分方程的几种解法对比

为了求解势流问题边界积分方程，以简单格林函数为基函数建立了势流问题边界积分方程，并对求解积分方程的几种数值方法一直接法，迭代法和多极子方法进行了理论分析和介绍，通过无限静水面下一偶极子作用问题的数值计算，对上述几种方法的运算速度和内存消耗进行了分析对比，结果表明快速多极子方法比另外两种计算方法在计算量和计算机存储量方面更加优越，可以分别降低到近似O（N）数量级，建议将快速多极子方法应用于大型计算问题中。     

全球水动力学科学与技术研讨

正海洋是宝贵的"国土"资源,蕴藏着丰富的生物资源、油气资源、矿产资源、动力资源、化学资源和旅游资源等,是人类生存和发展的战略空间和物质基础。海洋也是人类生存环境的重要支持系统,影响着地球环境的变化。海洋生态系统的供给功能、调节功能、支持功能以及文化功能,具有不可估量的价值。进入21世纪,海洋在国家经济发展格局和对外开放中的作用日益重要,在维护国家主权、安全、发展利益中的地位更加突出,在国家生态文明建设中     

正交直墙前直立圆柱振荡问题的研究

应用镜像原理，将正交直墙前单个圆柱在静水中的振荡问题，转化为4个对称布置圆柱在静水中的振荡问题，由此应用速度势的特征函数展开法，建立了正交直墙前直立圆柱振荡问题的解析解。通过数值计算研究了圆柱与正交直墙间距离大小、水深等因素对附加质量和辐射阻尼的影响。计算结果表明，正交直墙前圆柱上的附加质量和辐射阻尼将明显增大，且随着波数的变化而发生振荡；不同水深中圆柱的附加质量和辐射阻尼在低频区与水深成线性关系。     

波浪与两相连浮体的相互作用

应用边界积分方程方法研究了波浪与2个相连三维浮体的相互作用问题。计算中考虑了浮体相互间的水动力干涉，通过联立各浮体的运动方程以及运动连续条件求得浮体运动量。计算了2个铰连接漂浮方箱组成的系统，同Newman的结果进行了对比,当入射波的频率不在系统的自振频率附近时，结果与Newman的结果吻合良好，在自振频率附近时，铰接点处的转角和垂向位移都发生快速变化，而Newman未提到这一现象。     

畸形波作用下海洋平台小尺度杆件波浪荷载分析

为准确计算复合结构中小尺度杆件上的波浪荷载,不仅要考虑入射波浪作用,还应该考虑大尺度结构物对波浪的绕射以及辐射影响.以畸形波对固定圆柱作用产生的绕射场为例,用Morison公式计算绕射场作用下细小杆件的波浪荷载.用高阶边界元法建立波浪对结构物作用的时域计算程序,利用积分方程求域内水质点由绕射势产生的速度和加速度.结果显示,在一定波浪条件下,杆件上的总波浪力为入射波浪力的1.2倍.因此,在工程中应充分考虑复合结构中由于大尺度结构物存在产生的绕射和辐射作用对细小杆件的波浪力.     

处理准奇异积分的自适应高斯积分法

边界元法通常需要采用数值方法解决单元内的各种积分问题,而准奇异积分是各种积分中数值处理最为困难的部分.自适应高斯积分法通过指定条件下的局部单元细分,改变了整个计算区域上的积分点分布,提高了数值积分精度.对于三维水波对直立圆柱的绕射问题,采用此方法对求解过程中出现的准奇异积分进行了处理,计算结果表明本方法是一种高效实用的方法.     

无限水深内完全非线性数值波浪水槽建立

基于无旋、不可压的势流理论,利用高阶边界元法建立了一种可应用于无限水深的无粘三维完全非线性数值波浪水槽.研究中,自由水面条件为完全非线性边界条件,进而可以模拟任意强的非线性波浪.将镜像格林函数应用到无限水深的数值波浪水槽中,以至于两水槽侧壁可以排除于计算域外.为了产生相应的入射波和吸收出流波浪,一个由点源组成的造波装置被布置在计算域内,同时在出流边界布置人工阻尼层来吸收出流波浪.线性的和完全非线性数值实验验证了所建立的数值模型可以用来产生无限水深的任何指定波浪,计算结果与解析解吻合得很好,且在出流边界没有反射.     

水平管道内沉降性浆体速度分布的研究

从分析固体颗粒加速期间清水与固体颗粒的速度变化入手，研究了管内清水搬运固体颗粒的机理，提出了计算水平管道内沉降性浆体速度分布的新方法。     

快速多极子边界元法在三维势流问题中应用

以Rankin源为基本解,采用快速多极子方法加速后边界元法求解由格林第二公式导出的三维势流边界积分方程,进而计算其势场的分布.无限区域中水流绕射算例的数值计算证明,多极子边界元法能给出满意的结果,与传统边界元方法在运算速度和内存消耗上相比具有明显的优势,表明其适合于在现有的计算条件下求解大尺度多未知量势流问题.