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大尺度物体在层代海洋中的波浪绕射和散射理论(Ⅰ)系泊浮体在层化海洋中的运动方程

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水动力学研究与进展 1989年第2期 81-88页

作者：吴建华吴秀恒李世谟武汉水运工程学院

本文推导了层化海洋中的二阶浮体运动方程,并讨论了问题的物理特性。结果表明,层化可能对系泊浮体的水动力性能产生显著影响,并使波浪绕射和散射过程变得更为复杂。

关键词：层化海洋二阶运动方程浮体海洋层化系泊波浪绕射

不完全反射边界楔形堤和隅角堤波浪绕射理论解析解

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海洋学报 1990年第4期12卷 487-504页

作者：洪广文河海大学

本文给出具有部分反射边界、任意夹角的楔形堤和隅角堤非齐次第3类边值波浪绕射理论解析解.文中给出解析解的两种表达式——级数表达式和积分表达式、递推式以及便于定性物理分析和近似计算的渐近式.

关键词：楔形堤隅角堤波浪绕射解析解

大尺度物体在层化海洋中的波浪绕射和散射理论(Ⅲ)边界元方法

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水动力学研究与进展（A辑） 1990年第1期5卷 74-80页

作者：吴建华吴秀恒李世谟武汉水运工程学院

本文利用格林公式,给出了在层化海洋中用格林函数表出的波浪绕射与散射波场中的扰动压力振幅的积分解表达式,并采用Fourier变换方法求得格林函数的解析解,导出了相应的边界积分方程,从而成功地将边界元方法应用于层化海洋中的波浪绕射... 详细信息

本文利用格林公式,给出了在层化海洋中用格林函数表出的波浪绕射与散射波场中的扰动压力振幅的积分解表达式,并采用Fourier变换方法求得格林函数的解析解,导出了相应的边界积分方程,从而成功地将边界元方法应用于层化海洋中的波浪绕射和散射问题的研究中来。

关键词：大尺度物体层化海洋波浪绕射波浪散射边界元

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非线性波浪绕射问题的有限元-无限元解法

海洋工程 1991年第3期9卷 29-44页

作者：李宝元吕玉麟大连理工大学

本文基于作者在文献中给出的二阶绕射问题的无穷远场条件及无穷远场解,构造了一个适用于二阶绕射问题的无限元。无限元中沿径向(r方向)的插值与二阶绕射问题的远场高阶渐近解的r方向变化规律相同。本文利用内域有限元与外域无限元协调... 详细信息

本文基于作者在文献中给出的二阶绕射问题的无穷远场条件及无穷远场解,构造了一个适用于二阶绕射问题的无限元。无限元中沿径向(r方向)的插值与二阶绕射问题的远场高阶渐近解的r方向变化规律相同。本文利用内域有限元与外域无限元协调匹配的方法,在二阶逼近的意义下求解了非线性圆柱体绕射问题,给出了波力与波浪爬高的解。本文求出的由二阶势在物面上积分所表达的二阶力部分与Taylor与Hung用一阶势及一个假想的辐射势在自由表面上积分所表达的对应的二阶力部分完全吻合。本文给出的波力与波浪爬高计算结果分别与Chakrabati的波力实验及Isaacson的波浪爬高实验进行了比较,结果吻合得相当好。

关键词：无限元波浪绕射波浪爬高波力远场条件自由波方向变化物面波浪力强迫响应

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正交直墙前直立圆柱的波浪绕射的解析研究

海洋科学进展 2004年第1期22卷 29-35页

作者：宁德志滕斌宋向群大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

应用镜像原理,将正交直墙前单个圆柱的波浪绕射问题,转化为4个对称布置圆柱的4向入射波浪的绕射问题。然后应用速度势的特征展开方法和Graf加法定理,建立了正交直墙前垂直圆柱的波浪绕射解析解。通过数值计算研究了圆柱与正交直墙间距... 详细信息

应用镜像原理,将正交直墙前单个圆柱的波浪绕射问题,转化为4个对称布置圆柱的4向入射波浪的绕射问题。然后应用速度势的特征展开方法和Graf加法定理,建立了正交直墙前垂直圆柱的波浪绕射解析解。通过数值计算研究了圆柱与正交直墙间距离大小、波浪入射角等因素与圆柱上总波浪作用力的解析关系。

关键词：波浪绕射波浪力圆柱正交直墙镜像原理 Graf加法定理

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三维物体上二阶波浪绕射的实时模拟

海洋工程 2001年第3期19卷 43-50页

作者：柏威滕斌邱大洪大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

采用二阶时域理论对非线性波浪在任意三维物体周围的绕射问题进行了研究。对自由表面边界条件进行Taylor级数展开 ,应用摄动展开可以建立相应的边值问题 ,而且此边值问题的计算域不随时间变化。运用基于B -样条的边界元方法求解每一时... 详细信息

采用二阶时域理论对非线性波浪在任意三维物体周围的绕射问题进行了研究。对自由表面边界条件进行Taylor级数展开 ,应用摄动展开可以建立相应的边值问题 ,而且此边值问题的计算域不随时间变化。运用基于B -样条的边界元方法求解每一时刻的波浪场 ,二阶自由表面边界条件在时间上进行数值积分。在自由表面加了一个人工阻尼层以避免波浪的反射。速度势分解为已知的入射势和未知的散射势 ,初始条件采用二阶Stokes波浪场 ,通过加入物体表面边界条件 ,得到散射势在时间和空间上的发展。本文对圆柱所受规则波的二阶波浪力和波浪爬高进行了计算 ,数值结果表明此理论计算准确 ,效率高 ,数值稳定。

关键词：二阶时域理论边界元方法波浪力波浪绕射入射势散射势

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具有任意反射特性楔形堤和隅角堤波浪绕射

海洋工程 1992年第3期10卷 43-64页

作者：洪广文夏期颐张燕菁河海大学

本文给出具有不同反射系数(Ro变R_γ)楔形堤或隅角堤波浪绕射一般解析解,其中包括R_0=R_γ和R_0=-R_γ两种情况作为特例。推导出适用于工程应用计算的相应数学模型及计算方法。同时提供单突堤、直线堤及各种隅角堤等情况的计算结果及比较。

关键词：波浪绕射隅角反射特性楔形波浪反射线性波突堤解析解波高系数数学模型

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烟台港波浪绕射数学模型研究

水运工程 1990年第8期 1-7页

作者：戴功虎丁炳灿姚国权南京水利科学研究院

本文根据烟台港西港池二期工程设计的几种方案,对用改进的单源点法波浪绕射数学模型进行港内波况的推算,分析两年一遇泊稳条件及五十年一遇异常条件的波高分布,并根据改进的单源点法港内波浪数学模型的基础上增加了任意反射率边界条件... 详细信息

本文根据烟台港西港池二期工程设计的几种方案,对用改进的单源点法波浪绕射数学模型进行港内波况的推算,分析两年一遇泊稳条件及五十年一遇异常条件的波高分布,并根据改进的单源点法港内波浪数学模型的基础上增加了任意反射率边界条件的计算,使原来的程序更为通用。

关键词：港口波浪绕射数学模型

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非对称式防波堤波浪绕射解析解

非对称式防波堤波浪绕射解析解

作者：李晓磊大连理工大学

学位级别：硕士

外海波浪传播到近岸区域遇到防波堤时会发生绕射,波浪绕射是指波浪在传播过程中遇到障碍物如防波堤、岛屿或大型墩柱时,除可能在障碍物前发生波浪反射外,还将改变传播方向绕过障碍物向掩蔽区内继续传播的现象。防波堤作为最常见的消波设... 详细信息

外海波浪传播到近岸区域遇到防波堤时会发生绕射,波浪绕射是指波浪在传播过程中遇到障碍物如防波堤、岛屿或大型墩柱时,除可能在障碍物前发生波浪反射外,还将改变传播方向绕过障碍物向掩蔽区内继续传播的现象。防波堤作为最常见的消波设施,是阻止波浪能量传入港口的重要屏障,通过研究波浪在防波堤口门处发生的绕射问题能够更加清晰的认知由外海进入港内的波浪波高分布和传播方向,对港口的合理设计和安全运营有着重要意义。本文基于Penney和Price推导的对称双堤波浪绕射解析解推导了非对称式防波堤波浪绕射解析解,利用已有的实验数据和数值模拟结果与理论解进行了相互验证,分析了防波堤非对称性对波浪绕射系数分布的影响。本文使用叠加法推导了两种非对称式防波堤的波浪绕射解析解,分别是平行非对称式和夹角非对称式。接下来用已有的实验和数值模拟结果与本文解析解对比,并进行了数值模拟相互验证。对于平行非对称式防波堤绕射解的验证中,将其与Pos的数值模拟港内绕射系数分布图进行了对比,二者结果符合非常好,同时本文的绕射系数数值模拟结果在各个截面上与理论解也是相符的。在夹角非对称防波堤绕射解析解验证中,将Memos实验所得的绕射系数与本文理论解绕射系数分布进行了比较,整体上二者是相符合的,验证了本文理论解的正确性。本文继续分析了防波堤的非对称性对港内波浪绕射系数分布的影响。通过比较表明,平行非对称布置防波堤中后移防波堤掩护区域内绕射系数衰减相对较慢,即防浪效果有所下降,沿口门向港内区域绕射系数有所增大,且随着两防波堤沿入射波方向距离增大,口门附近区域绕射系数也越大,口门附近的存在较大的波浪将会影响出入港口船只的航行,在防波堤遮掩区域绕射系数会出现先减小再增大,最后趋于对称防波堤条件下绕射系数的分布。对于夹角非对称式防波堤,旋转防波堤对其后方的掩护效果有所下降,该区域内绕射系数高于对称式布置防波堤,说明转角式防波堤对其后区域掩护效果欠佳。最后,本文分析了长周期波浪入射非对称防波堤的绕射情形,通过比较解析解和数值解所得绕射系数等值线的分布,对比不同周期下各截面上绕射系数的变化,可知随着口门有效宽度与入射波长比值减小,解析解所计算的绕射系数误差增大。同时,根据数值解可知随着入射波的周期增大,防波堤防护效果有所下降,进入港内的波浪能量增加。

关键词：解析解非对称防波堤波浪绕射绕射系数