潜体运动兴波流场数值模拟方法研究

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本文在势流理论范畴内,应用时域方法研究潜体的运动兴波流场问题。 首先建立线性自由面条件下,三维物面非线性时域格林函数边界元模型,以近水面潜椭球的阻力问题为例进行数值计算,验证理论的可行性和数值过程的可靠性,然后就近年来近海工程中的热点问题之一——滑坡海啸进行数值模拟。 推导无界流中回转椭球体定常绕流问题诱导速度三维解析解以及基于细长体假设的二维解析解,在此基础上,通过对三维和二维解的计算比较,讨论细长体理论的使用范围。 在细长体假设下,以二维物面非线性时域格林函数边界元模型为基础,给出2D+t求解细长潜体水动力问题的计算模型。应用三维边界元法以及2D+t方法对无界流中回转椭球体定常绕流问题进行数值模拟,并将其结果与三维解析解进行比较,确定了三维数值解作为验证2D+t方法可靠性的依据以及后者在较高航速下的适用性。 验证2D+t方法的可行性后,考察近水面椭球体定常绕流问题,将2D+t方法与三维数值结果进行了比较,并对带有平行中体的情况进行进一步的研究和探讨,为以后船-波大幅相对运动的研究打下基础。
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