波浪在台阶地形上的破碎

国内外已有不少在珊瑚礁盘上建筑建筑物的实例,但对游泳在跨越礁盘时的破碎规律目前尚缺乏深入的了解。本文将珊瑚礁盘简化为台阶地形,对规则波在台阶地形上的破碎规律进行了实验研究,得到了描述波浪临界破碎、破碎带宽及波浪衰减规律的经验公式。这些结果可为珊瑚礁盘上的建筑物设计提供依据。     

基于非静压方程的波浪破碎模拟

在保证数值精度的基础上,为了提高非静压波浪模型在近岸波浪传播破碎模拟中的计算效率,基于非静压方程模型(SWASH)建立了近岸波浪破碎数值模型.数值模型通过将描述波浪破碎的非静压方程退化为非线性静压浅水方程并引入波浪破碎后能量衰减的紊动模型以减少模拟破碎时的垂向分层数.利用斜坡、潜堤以及沙坝上的波浪破碎水槽实验对模型进行了验证.结果表明,所建立的模型只需要在垂向划分较少的网格层数,即可合理地描述波浪破碎点位置和破碎后波高,进一步提高了非静压波浪模型在实际工程应用中的吸引力和竞争力.     

光滑壁面明渠水流的三维格子玻耳兹曼模拟

明渠水流与泥沙运动、河床演变等问题密切相关,明渠水流特征的研究对于揭示明渠水流作用下的泥沙运动机理具有十分重要的意义.为此.应用新型数值模拟方法三维格子玻耳兹曼方法对明渠均匀流进行了研究.首先介绍了格子玻耳兹曼方法的理论基础、边界条件处理以及流动的驱动方式,接着分别模拟了明渠层流和光滑壁面紊流的近底水流运动.结果表明,得到的明渠层流流速和切应力分布与解析解吻合较好,同时较好地反映了光滑壁面明渠紊流的流速分区结构、紊动特性和阻力规律,从而说明格子玻耳兹曼方法在明渠水流模拟中具有较好的适用性,为进一步采用该方法研究明渠流近底泥沙颗粒运动机理奠定了基础.     

一种船舶操纵离线模拟系统及其应用

在建立船舶操纵模拟自动舵系统的基础上建立了船舶操纵运动离线模拟系统。该系统可以快速模拟船舶在风浪流和限制性航道等各种复杂外环境作用下的操纵运动，研究外荷载对船舶操纵的影响，从而可以从船舶安全出入港角度定量考虑港口航道的优化设计问题，实际应用表明，所建系统模拟结果与船模试验结果有较好的一致性。