【摘 要】
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本学位论文基于带耗散自由面源格林函数方法,建立均匀流浸没下三维基本点源、双点源及水翼自由面波高计算模型,研究三维基本点源、双点源及水翼波高波形的水动力学问题.数值模拟均匀流下不同Froude数、不同耗散系数、不同浸没深度以及不同距离的三维点源及水翼自由面波高和等高线的水动力学性态.以下是本文的主要工作:(1)介绍简单格林函数及带耗散自由面源格林函数方法.利用简单格林函数的正则积分,数值模拟点源积分
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本学位论文基于带耗散自由面源格林函数方法,建立均匀流浸没下三维基本点源、双点源及水翼自由面波高计算模型,研究三维基本点源、双点源及水翼波高波形的水动力学问题.数值模拟均匀流下不同Froude数、不同耗散系数、不同浸没深度以及不同距离的三维点源及水翼自由面波高和等高线的水动力学性态.以下是本文的主要工作:(1)介绍简单格林函数及带耗散自由面源格林函数方法.利用简单格林函数的正则积分,数值模拟点源积分式在不同距离、不同Froude数、不同耗散系数以及不同浸没深度下二维、三维水动力学问题.数值结果表明:在不同k值变化下,点源积分式出现微小变化;随Fn数增加,正则积分表达式变化增大;中轴面波形沿水流方向迅速下降,然后上升到自由面上的水平线,并作振荡运动;随着耗散系数μ的增大,中轴面波峰波谷变化振幅越来越小,波形能量耗散程度越来越明显;随点源深度不断增加,中轴面波高不断降低,且波峰波谷变化振幅逐渐减小.(2)考虑浸没双点源作用下,受自由面影响的双点源水动力学问题.利用双点源带耗散自由面源格林函数的正则积分,数值模拟双点源在不同浸没深度、不同Froude数以及不同耗散系数下二维、三维自由面波高和等高线的水动力学性态.数值结果表明:双点源模型中,随点源距离增加,自由面波高逐渐减小.在双点源强度作用下,自由面波高重叠,然后逐渐分离出两个独立的单源波,波纹和等高线发生清晰的变化.(3)研究基于边界元理论,受自由面影响的三维水翼水动力学问题.利用带耗散自由面源格林函数的正则积分及边界元理论,数值模拟三维水翼在不同弦长比下二维、三维自由面波高和等高线的水动力学性态.数值结果表明:在自由面波高计算模型中,沿水流方向,自由面遇水翼后波高呈现不同形态,波形和等高线均发生清晰的变化,并且随水翼弦长比的增加,可观察到自由面波形辐射范围增加,波形及等高线明显扩散.
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