【摘 要】
：
本研究采用域内源造波技术,基于时域高阶边界元方法(HOBEM),发展建立了完全非线性自由液面的二维波浪水槽,采用线性气动模型模拟气室内自由液面的气体压强,研究了固定U型振荡水柱式(U-OWC)波能装置的水动力特性.通过与已发表的U-OWC实验结果相对比,验证本模型的准确性与可延伸性,在此基础上模拟研究了U-OWC波能转换装置水下挡板长度和挡板与前墙距离对气室内气体压强,波面位移以及水动力效率的影响
【机 构】
：
大连理工大学海岸和近海国家重点实验室,大连,116024
【出 处】
：
第三十届全国水动力学研讨会暨第十五届全国水动力学学术会议
论文部分内容阅读
本研究采用域内源造波技术,基于时域高阶边界元方法(HOBEM),发展建立了完全非线性自由液面的二维波浪水槽,采用线性气动模型模拟气室内自由液面的气体压强,研究了固定U型振荡水柱式(U-OWC)波能装置的水动力特性.通过与已发表的U-OWC实验结果相对比,验证本模型的准确性与可延伸性,在此基础上模拟研究了U-OWC波能转换装置水下挡板长度和挡板与前墙距离对气室内气体压强,波面位移以及水动力效率的影响.研究表明,水动力效率随着水下挡板长度、挡板与前墙的距离的增加而增加;水下挡板长度和挡板与前墙距离的改变基本不影响共振频率区间.
其他文献
针对深水绕射辐射问题的脉动点源格林函数,提出机器学习建模与预报方法.论文推导并给出无因次化的脉动点源格林函数表达,采用自适应积分计算获得格林函数库,通过机器学习训练形成了多层感知网络模型,研究表明网络模型预报的格林函数数值准确、计算效率高,是提高水动力问题求解效率的新手段,为解决传统计算难题带来了新思路.
丁坝作为一种重要的水工建筑物,在保护河岸、保证通航及引流方面具有很高的水利价值.与此同时,丁坝也存在着一些缺点,如造成对河床泥沙的冲刷,下游泥沙的淤积等等.研究丁坝绕流的相干结构为进一步研究丁坝对河床底部的冲刷奠定了基础,也对设计丁坝具有指导意义.本文基于流体体积法(VOF)采用Realizablek-￡湍流模型,通过OpenFOAM对单丁坝绕流问题进行了数值模拟,并采用Q准则得到流场中的涡结构.
大单宽流量下,阶梯溢洪道掺气发生点下移,易引起阶梯发生空蚀破坏.本研究提出了一种新颖的阶梯溢洪道预掺气设施,即在阶梯末端设置突缩出口.水流经过突缩处时,在过流表面产生局部水跃和射流,二者卷吸了大量空气进入水流,达到掺气减蚀之目的.本文研究了突缩掺气设施的流态、掺气浓度分布和消能率等水力特性,给出了局部水跃的临界条件和消能率估算公式.研究结果表明,收缩比是决定突缩预掺气设施能否形成局部水跃的关键因素
溃坝流动是一种灾害性的复杂流动现象,本文将GPU加速技术与MPS方法相结合,采用本课题组自主开发的MPSGPU-SJTU求解器对三维急弯细长河道中的溃坝流动问题进行了数值模拟.监测河道中轴线处自由液面水位与速度场分布情况,数值模拟结果与实验数据结果吻合较好,另外本文对比了CPU与GPU的计算时间,验证了采用GPU并行技术可以大幅提高MPS方法计算效率.本文还改变了初始流场的水位高度,计算3种不同工
阶梯式泄水道竖井是近年来出现的一种新型竖井结构设计形式,目前对其研究还较少.为了充分了解其水力特性,以期对其设计和应用提供参考,本研究设计了阶梯式泄水道竖井物理模型并进行了系统性试验,对阶梯式泄水道竖井的泄流流态特征进行了观察研究.研究结果表明:整体上,阶梯式泄水道竖井泄流平稳顺畅;受离心力作用影响,竖井阶梯泄水道上水面外高内低,不同于传统阶梯泄水道上的二维流态,呈现出三维流态特征;随着泄流流量的
对于近岸、港口工程而言,椭圆余弦波对浮体的作用是关键问题之一.在水深的影响下,椭圆余弦波形成了波谷宽而平、波峰窄而尖的形态,其非线性与波陡完全无关.传统上依靠Stokes理论对波浪与浮体作用的研究于该问题并无有效意义.因此,需要对椭圆余弦波对浮体的作用进行单独的研究.本研究利用改进型Boussinesq方程建立了用于计算浅水波浪作用下浮体运动响应的全时域数值模型,并利用该模型对椭圆余弦波作用下漂浮
海湾潮能通量的分布对湾内地形地貌的塑造、污染物迁移扩散等有重要影响,同时地形地貌又会影响潮能通量.本文采用Delft3D水动力模型研究了深圳湾内的水动力以及潮能通量分布特征.结果表明:大潮的平均潮能通量是小潮的2.3倍,丰水期湾顶潮能通量约是枯水期的1.5倍;潮能通量与水深和海湾形态相关,海湾形态决定潮能通量的分布,而潮能通量又影响地形;水深较大的湾口潮能通量最大,湾中部至湾顶海床抬升和断面扩张,
地热资源是一种新型能源,其开发利用对环境危害小,且资源分布广泛,可以改变目前以化石能源为主的能源消费现状.研究地热能源的赋存、构造及传热机理,对于地热的有效利用,具有重要的意义.河南省鲁山县地热温泉资源丰富,犹以上汤、中汤、下汤、温汤、碱场等五大温泉带,最为著名.本文从构造控热、地球物理、热储类型、热源分析等方面进行研究,分析了鲁山地热温泉的地质成因及传热机理.
原油开采中,油水分离是必不可少的工艺环节,且为了提升分离效率,往往采用物理化学复合方法对油水乳状液进行分离.本文通过数值模拟研究破乳剂和旋流场共同作用对油水分离效果的影响.数值模拟中,采用Eulerian多相流模型和群体平衡模型(PBM)对旋流场内油水两相流动的压力分布等情况,以及分散相粒径的迁移、聚并和破碎规律等进行研究.研究结果表明,旋流场对油水有较好的分离效果;在不改变表面张力系数时,随着入
为了探讨不同来流条件对附着型空化初生特性的影响规律,本研究采用大涡模拟(LES)方法开展了不同攻角条件下,绕平头回转体初生空化形态及发展特性.研究表明:不同攻角条件下,初生空穴均发生在绕平头回转体的肩部分离涡区域,其形态呈不规则团状游离态且存在明显的周向运动;攻角对绕平头回转体初生空穴的分布产生明显的影响,随着攻角的增大,初生空穴的分布区域逐渐缩小并移向回转体背流面,而回转体的迎流面及两侧区域的初