均方误差gydF4y2Ba 建模和模拟在工程gydF4y2Ba 1687 - 5605gydF4y2Ba 1687 - 5591gydF4y2Ba HindawigydF4y2Ba 10.1155 / 2017/2197150gydF4y2Ba 2197150gydF4y2Ba 研究文章gydF4y2Ba 波的数值建模与仿真在下沉过程中一个圆柱体的影响gydF4y2Ba http://orcid.org/0000 - 0001 - 8118 - 7855gydF4y2Ba 胡gydF4y2Ba 小周gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba http://orcid.org/0000 - 0003 - 2487 - 5330gydF4y2Ba 江gydF4y2Ba YiyaogydF4y2Ba 1gydF4y2Ba http://orcid.org/0000 - 0002 - 4688 - 9592gydF4y2Ba 蔡gydF4y2Ba DaojungydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ManolakosgydF4y2Ba Dimitrios E。gydF4y2Ba 机电工程学院gydF4y2Ba 中南大学gydF4y2Ba 长沙410083gydF4y2Ba 中国gydF4y2Ba csu.edu.cngydF4y2Ba 2017年gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba 2017年gydF4y2Ba 2017年gydF4y2Ba 19gydF4y2Ba 04gydF4y2Ba 2017年gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba 08年gydF4y2Ba 2017年gydF4y2Ba 02gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 2017年gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba 2017年gydF4y2Ba 2017年gydF4y2Ba 版权©2017小周胡锦涛et al。gydF4y2Ba 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。gydF4y2Ba

波浪拍击加载在一个圆柱体下沉水入口和子序列过程中预测是基于数值波浪荷载模型。波的影响问题进行了分析解决Reynolds-Averaged n - s方程和受到方程(跑)。采用有限体积方法(阵线”实现了方程的离散化。建立一个二维数值波浪水槽模拟常规的海浪。波浪拍击问题调查通过部署一个圆柱波以一个恒定的垂直速度。目前的数值方法验证了使用其他数值或理论结果按照不同自由面资料当圆柱体下沉在平静的水面。一个数值例子说明下沉过程中圆柱的波浪,自由表面的概要文件和气缸的压力分布不同的时间瞬间。时间历史上的水动力载荷气缸在下沉过程中不同波影响的角度,波高和波周期,并详细分析了结果。gydF4y2Ba

 湖南省自然科学基金gydF4y2Ba 2017年jj3393gydF4y2Ba 中国国家自然科学基金gydF4y2Ba 51305463gydF4y2Ba 中国国家重点研究和发展计划gydF4y2Ba 2016年yfc0304103gydF4y2Ba 1。介绍gydF4y2Ba

波问题是影响海洋和海洋产业的兴趣,尤其是对水下工作系统广泛应用于这样的应用程序作为海洋资源开发利用、海洋勘探和调查;需要解决的重要问题,在适当的操作准确研究海上结构物的现象影响海浪和下面的下沉过程。水下结构的过程降低通过波带伴随着空气之间的交互,波,和坚实的身体,这是一个复杂的流体问题,包括考虑时变流体动力(抨击,拖、惯性和浮力)和时变波。在充满敌意的海洋条件下,这些力量会导致显著的局部甚至灾难性的结构性破坏结构从部署结构部署设备和升沉补偿器系统等等。因此,波冲击负荷的准确预测和时间的历史水动力的力量,以及这些加载波参数的灵敏度,具有十分重要的意义。gydF4y2Ba

研究水入口和波的影响问题是首先由卡曼(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba),研究加载在水上飞机漂浮型的楔形在入水。瓦格纳卡曼的开发方法考虑了堆积成山的水面沿着身体的一边(gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

刚性圆柱,开创性的研究应用不同的方法,包括平板理论,广义瓦格纳理论(gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba),边界元法(BEM) [gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba,约束插值剖面(CIP)方法(gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba]。近年来,研究人员应用其他计算流体动力学(CFD)方法。例如,张等人的入水数值模拟圆柱基于晶格玻尔兹曼方法(加快)gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba]。这里消费等人模拟水的入口和出口与弱可压缩缸平滑粒子流体动力学(SPH)方法(gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba]。Skillen等人使用SPH方法对圆柱体的运动下降到最初静水数值(gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba]。顾等人模拟水影响问题的一个半圆的气缸与自由表面捕获使用水平集方法(gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba]。阮等人研究了圆柱体的入水集成移动嵌合体网格方法预处理n - s解算器(gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba]。彭和魏模拟圆柱的入水的CIP方法基于并行算法(gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba]。Iranmanesh和Passandideh-Fard数值研究了入水低水平圆柱体的弗劳德数的组合fast-fictitious-domain方法和volume-of-fluid(受到)技术(gydF4y2Ba 14gydF4y2Ba]。奈尔和喝不可压缩平滑粒子流体动力学(ISPH)方法模拟入水(2 d的圆柱gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba]。Aristodemo等人进行数值研究水下圆柱的波浪诱导部队SPH方法(gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba]。计算机技术的进步和CFD可以使用商业CFD代码来解决波的影响问题。例如,Mnasri等人使用流利的代码与移动网格分析自由表面进化引起的一个或两个移动气缸(gydF4y2Ba 17gydF4y2Ba]。陈等人研究了入水的卧式气缸流利(基于受到法gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba]。Ghadimi等人利用FLOW-3D代码来研究一个圆柱体的入水并进行了线性和非线性的解决方案之间的比较(gydF4y2Ba 19gydF4y2Ba]。塔辛等人研究了水与时变形状影响身体的问题通过CFD代码OpenFOAM [gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba]。拉森使用CFD代码STAR-CCM +计算冲击载荷圆柱在入水(gydF4y2Ba 21gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

这项工作是致力于研究圆柱之间的复杂的相互作用和海浪在下沉过程中。首先,控制方程和边界条件都是概述;研究波之间的相互作用和气缸,建立数值波浪水槽,数值波浪发电和吸收方法。其次,快照的平静的水面条目的模拟圆柱是由以前的研究与实验。然后,与海浪数值模拟圆柱的影响,和自由表面的显示不同的时间瞬间下沉过程。最后,冲击载荷计算圆柱体,波参数和影响进行了探讨。gydF4y2Ba

 2。数值方法gydF4y2Ba 2.1。控制方程gydF4y2Ba

在这工作,控制方程的CFD计算了齐次方程,不可压缩流体流动,并且写如下:gydF4y2Ba (1)gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1、2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba tgydF4y2Ba +gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba jgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba =gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba pgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba +gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba jgydF4y2Ba μgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba jgydF4y2Ba +gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba jgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba +gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba jgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba jgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba fgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba jgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2二维流动;gydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 的平均速度是gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba th坐标轴;gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba 是密度;gydF4y2Ba pgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 是平均压力;gydF4y2Ba μgydF4y2Ba 动态粘滞系数;gydF4y2Ba fgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 平均身体力量;gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba jgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 雷诺应力。gydF4y2Ba (2)gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba kgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba tgydF4y2Ba +gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba kgydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba jgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba =gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba jgydF4y2Ba μgydF4y2Ba +gydF4y2Ba μgydF4y2Ba tgydF4y2Ba σgydF4y2Ba kgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba kgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba jgydF4y2Ba +gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba GgydF4y2Ba kgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba εgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba εgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba tgydF4y2Ba +gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba εgydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba jgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba =gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba jgydF4y2Ba μgydF4y2Ba +gydF4y2Ba μgydF4y2Ba tgydF4y2Ba σgydF4y2Ba εgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba kgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba jgydF4y2Ba +gydF4y2Ba εgydF4y2Ba kgydF4y2Ba CgydF4y2Ba εgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba GgydF4y2Ba kgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba CgydF4y2Ba εgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba εgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba μgydF4y2Ba tgydF4y2Ba =gydF4y2Ba CgydF4y2Ba μgydF4y2Ba ρgydF4y2Ba kgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba εgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba GgydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba μgydF4y2Ba tgydF4y2Ba ρgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba jgydF4y2Ba +gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba jgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba ugydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba jgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba kgydF4y2Ba 是湍流动能;gydF4y2Ba εgydF4y2Ba 是湍流动能耗散率;gydF4y2Ba μgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 是涡流粘度;gydF4y2Ba GgydF4y2Ba kgydF4y2Ba 动荡的能源生产。gydF4y2Ba

经验系数(gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba)给出如下gydF4y2Ba 22gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba (3)gydF4y2Ba CgydF4y2Ba μgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.09gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba CgydF4y2Ba εgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1.44gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba CgydF4y2Ba εgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1.92gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba σgydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1。0gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba σgydF4y2Ba εgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1。3gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

受到复杂自由表面追踪的方法,并完成捕获的气相和液相之间的接口,水的体积分数的连续性方程是解决,它具有以下形式:gydF4y2Ba (4)gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba wgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba tgydF4y2Ba +gydF4y2Ba ugydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba wgydF4y2Ba ∂gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

水和空气的体积分数的总和是由gydF4y2Ba (5)gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba wgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba wgydF4y2Ba 和gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 水和空气的体积分数是在每一个细胞,分别。gydF4y2Ba

 2.2。边界条件gydF4y2Ba

求解控制方程,必须指定适当的边界条件在所有领域的边界。需要满足的边界条件如下:(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba )的运动学和动力学自由表面条件自由表面和(gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba )无滑动边界条件在罐底和刚体(gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba )研究动态问题在圆柱降低通过波区,利用二维数值波浪水槽。左墙边界造波机,而正确的域是一个阻尼区域的一部分,如图gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

数值波浪水槽和一个移动的圆柱体。gydF4y2Ba

 2.3。波生成方法和数值波耗散海滩gydF4y2Ba

为了研究波加载在一个圆柱体在穿越空气界面,有必要建立数值波浪水槽。本文利用活塞式造波机来模拟海浪,数值波浪水槽的素描和一个活塞造波机位于左边界域如图gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

柱塞的移动水平与正弦函数:gydF4y2Ba (6)gydF4y2Ba XgydF4y2Ba tgydF4y2Ba =gydF4y2Ba XgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba XgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 柱塞的最大位移和吗gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba 是角频率。然后自由表面位移是由gydF4y2Ba (7)gydF4y2Ba ηgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba tgydF4y2Ba =gydF4y2Ba XgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba sinhgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba kgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba kgydF4y2Ba dgydF4y2Ba +gydF4y2Ba sinhgydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba kgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba kgydF4y2Ba xgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba +gydF4y2Ba ∑gydF4y2Ba ngydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ∞gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba kgydF4y2Ba ngydF4y2Ba dgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba kgydF4y2Ba ngydF4y2Ba dgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba kgydF4y2Ba ngydF4y2Ba dgydF4y2Ba egydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba kgydF4y2Ba ngydF4y2Ba xgydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba dgydF4y2Ba 平静的水面深度和吗gydF4y2Ba kgydF4y2Ba 是波数。gydF4y2Ba

方程(gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba)有两个部分:第一个是入射波,第二部分是衰减驻波。的第二部分(gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba)消除,表面高程可以如下:gydF4y2Ba (8)gydF4y2Ba ηgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba tgydF4y2Ba =gydF4y2Ba XgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba sinhgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba kgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba kgydF4y2Ba dgydF4y2Ba +gydF4y2Ba sinhgydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba kgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba kgydF4y2Ba xgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba =gydF4y2Ba HgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba kgydF4y2Ba xgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

和波高gydF4y2Ba HgydF4y2Ba 可以得到如下:gydF4y2Ba (9)gydF4y2Ba HgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba sinhgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba kgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba kgydF4y2Ba dgydF4y2Ba +gydF4y2Ba sinhgydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba kgydF4y2Ba dgydF4y2Ba XgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

就像前面提到的gydF4y2Ba 2。2gydF4y2Ba、消除衰减驻波多孔介质是用来形成一个人工耗散区放置的域。多孔介质模型,动量源项添加到标准流体流动方程,可以给出的gydF4y2Ba (10)gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba =gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba μgydF4y2Ba αgydF4y2Ba vgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba +gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba vgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba vgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 动量方程的源项在吗gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba th (gydF4y2Ba xgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba ygydF4y2Ba ,或gydF4y2Ba zgydF4y2Ba )方向,gydF4y2Ba vgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 是速度大小,gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 是惯性阻力系数,gydF4y2Ba αgydF4y2Ba 渗透率。gydF4y2Ba

 2.4。数值模型的网格gydF4y2Ba

2 d数值槽是一个矩形,40米高度,和长度是由目标波。平静的水面深度(gydF4y2Ba dgydF4y2Ba )是30米,距离gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 在圆柱的中心和左边界75米。数值网格生成的策略如图gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

网格的原理图。gydF4y2Ba

一般的网格图gydF4y2Ba

网格周围移动身体gydF4y2Ba

造波机附近的网格gydF4y2Ba

附近的一个细孔网可以观察到自由表面波打破的可能性和附近的造波机移动,而粗网格可以找到向右墙和域的底部。gydF4y2Ba

 3所示。动态结果和分析gydF4y2Ba

商业CFD软件ANSYS流利是用来解决了方程的自由表面捕捉受到方案和湍流方程。设置模型在当前模拟简要介绍如下:georeconstruct方案,受到模型的默认方案,应用于计算空气界面(表面波)。压力速度耦合的压力隐式与分裂的运营商(庇索)方案,因为问题提出了一般涉及瞬态流动。您看!计划用于压力插值方案受到两阶段模型。二阶逆风方案应用动量方程的离散化得到二阶精度。至于时间步长(gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 为波条目)而言,恒定速度的问题,这是一个典型的瞬态现象,gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 可以通过计算gydF4y2Ba (11)gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba tgydF4y2Ba ≤gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba xgydF4y2Ba vgydF4y2Ba fgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 是报数量,受到模型设置为0.25;gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba xgydF4y2Ba 最小细胞大小;和gydF4y2Ba vgydF4y2Ba fgydF4y2Ba 的最大特点是速度在流体领域。其他的详细信息,可以参考手册ANSYS流利的gydF4y2Ba 23gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 24gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

3.1。数值波浪水池gydF4y2Ba

一个数值实验模拟目标波(波高= 2.5 m,波的周期= 6 s)的多功能性和正确性进行验证数值波浪发电和阻尼方法部分中给出gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba。多孔介质的渗透率可以由阻尼区gydF4y2Ba (12)gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba αgydF4y2Ba xgydF4y2Ba =gydF4y2Ba αgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba xgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba xgydF4y2Ba egydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba αgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 是常数渗透率可以选择哪一个gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba;gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba xgydF4y2Ba egydF4y2Ba 起点坐标和终点坐标的阻尼区,分别;在这篇文章中,gydF4y2Ba xgydF4y2Ba egydF4y2Ba = 300米,gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 150年gydF4y2Ba m。gydF4y2Ba

四波仰角探测被放置的位置gydF4y2Ba xgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 50gydF4y2Ba 米、100米、200米和300米的数值波浪水槽,和波模拟海浪的高度比目标波的波振幅(gydF4y2Ba ηgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba )是用来评估波生成和波吸收的能力。如图gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba对工作区域(地点的海拔高度gydF4y2Ba xgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 50gydF4y2Ba 米和100米)NWT,振幅的比率gydF4y2Ba ηgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 约等于100%,这意味着模拟波与目标波几乎是相同的。在阻尼区(的位置gydF4y2Ba xgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 200年gydF4y2Ba 米和300米),入射波逐渐消失,最终阻尼区gydF4y2Ba ηgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 还不到5%,这表明波能量充分消散在阻尼区由于足够的阻尼能力。因此,可以得出一个结论,新世界“的性能可以满足研究的需要的问题通过波带圆柱降低数值。值得注意的是,第一波的时期海拔位置的工作区域,模拟波不稳定,可以清楚地观察到数据gydF4y2Ba 3(一个)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba 3 (b)gydF4y2Ba;因此,当海浪模拟被用来研究wave-body交互问题,第一期需要避免。gydF4y2Ba

波海拔在4个不同的地点:gydF4y2Ba xgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 50gydF4y2Ba m;(b)gydF4y2Ba xgydF4y2Ba =gydF4y2Ba One hundred.gydF4y2Ba m;(c)gydF4y2Ba xgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 200年gydF4y2Ba m;(d)gydF4y2Ba xgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 300年gydF4y2Ba m。gydF4y2Ba

 3.2。沉没的圆柱体在平静的水面gydF4y2Ba

反映的能力提出了数值模型对解决这个问题的身体移动附近的空气与接口,圆柱体的例子沉没在平静的水面。数值模型的设置如下所示。圆柱体的半径gydF4y2Ba RgydF4y2Ba 是1米,最初的距离gydF4y2Ba hgydF4y2Ba 之间的中心和平静的水面1.25米。重力加速度gydF4y2Ba ggydF4y2Ba 是9.8 m / sgydF4y2Ba2gydF4y2Ba以一个恒定的速度,气缸向下的动作gydF4y2Ba vgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1.22gydF4y2Ba m / s。上述参数呈现弗劳德数gydF4y2Ba FgydF4y2Ba rgydF4y2Ba =gydF4y2Ba vgydF4y2Ba /gydF4y2Ba ggydF4y2Ba RgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.39gydF4y2Ba ,相对距离gydF4y2Ba εgydF4y2Ba =gydF4y2Ba hgydF4y2Ba /gydF4y2Ba RgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1。2gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba vgydF4y2Ba tgydF4y2Ba /gydF4y2Ba hgydF4y2Ba ,这是格林,莫约(所使用的相同gydF4y2Ba 25gydF4y2Ba和林gydF4y2Ba 26gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

比较自由表面概要文件的模型和先前的研究,其中包括格林豪林和莫约的数值结果和Tyvand Miloh的理论结果gydF4y2Ba 27gydF4y2Ba),如图gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba。显然表明,有一个很好的协议的结果呈现模型和以前的结果,验证了数值模型的有效性和准确性提出了这项工作。gydF4y2Ba

比较的结果的不同模型圆柱体沉没在平静的水面:目前的结果(红色实线);林的结果(蓝色实线);格林等人的结果(虚线);Tyvand et al。(虚线)的结果。gydF4y2Ba

TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.0gydF4y2Ba

TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.4gydF4y2Ba

TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1。0gydF4y2Ba

TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 2。0gydF4y2Ba

3.3。讨论网格大小gydF4y2Ba

网的选择可以影响仿真结果的准确性,稳定性和计算效率,解决方案是依赖于可用的内存数量。因此,重要的是要讨论网格的大小和质量,选择合适的网格。四种不同网格大小用来执行网格大小的研究中,和它们之间的主要区别是大小的细网格圆柱附近造波机,和自由表面,而粗网格基本上是相同的。网格的更多信息可以在表中找到gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

网格尺寸用于网格大小的研究。gydF4y2Ba

筛孔尺寸gydF4y2Ba 细胞的数量gydF4y2Ba 圆柱附近的网格大小gydF4y2Ba 筛孔尺寸在自由表面附近gydF4y2Ba
网1gydF4y2Ba 26160年gydF4y2Ba 0.07854米(gydF4y2Ba πgydF4y2Ba RgydF4y2Ba / 40)gydF4y2Ba 0.2米(gydF4y2Ba HgydF4y2Ba/ 12.5)gydF4y2Ba
网2gydF4y2Ba 36388年gydF4y2Ba 0.05236米(gydF4y2Ba πgydF4y2Ba RgydF4y2Ba / 60)gydF4y2Ba 0.133米(gydF4y2Ba HgydF4y2Ba/ 18.75)gydF4y2Ba
网3gydF4y2Ba 51590年gydF4y2Ba 0.03927米(gydF4y2Ba πgydF4y2Ba RgydF4y2Ba / 80)gydF4y2Ba 0.1米(gydF4y2Ba HgydF4y2Ba/ 25)gydF4y2Ba
网4gydF4y2Ba 57460年gydF4y2Ba 0.03142米(gydF4y2Ba πgydF4y2Ba RgydF4y2Ba / 100)gydF4y2Ba 0.08米(gydF4y2Ba HgydF4y2Ba/ 31.25)gydF4y2Ba

模拟的主要设置如下:目标波模拟的部分gydF4y2Ba 3.1gydF4y2Ba采用;圆柱体的半径gydF4y2Ba RgydF4y2Ba 是1米;不断下降的速度气缸gydF4y2Ba vgydF4y2Ba 是1米/秒;最初的圆柱的中心之间的距离,平静的水面gydF4y2Ba hgydF4y2Ba 是4米。此外,模拟的初始时间gydF4y2Ba tgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 设置为0,造波机的运动将生成目标波自初始时间。最初的时间gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 圆柱体开始向下移动时设置为27.684秒(gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba vgydF4y2Ba tgydF4y2Ba /gydF4y2Ba hgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ),这意味着圆柱体表面波的影响gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba pgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba cgydF4y2Ba tgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 30.684gydF4y2Ba s (gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba vgydF4y2Ba tgydF4y2Ba /gydF4y2Ba hgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.75gydF4y2Ba )。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba显示时间的历史在圆柱流体动力。可以看到从图gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba,从四个不同的网格大小获得仿真结果是相似的。可以找到最大的不同阶段的影响,一个细孔网提供了更高的冲击力。此外,网3和网4的结果非常接近的值计算方程由坎贝尔和Weynberg [gydF4y2Ba 28gydF4y2Ba,网3和网4的结果之间的差异很小。因此,为了获得一个更高的计算效率和保证仿真结果的准确性,网3是用于以下分析。gydF4y2Ba

水动力的力量在圆筒筛孔尺寸不同。gydF4y2Ba

 3.4。一个圆柱体入水的例子gydF4y2Ba

利用一个例子来展示整个入水过程的圆柱波,主要设置数值例子中所描述的相同部分gydF4y2Ba 3.3gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

自由表面的概要文件和压力分布gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.75gydF4y2Ba ,0.775,0.84,0.9,1.1,1.6所示的数据gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba和gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba,分别。数据可以证明水入口和下沉过程圆柱的波浪。gydF4y2Ba

下沉过程的圆柱波:(a)gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.75gydF4y2Ba ;(b)gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.775gydF4y2Ba ;(c)gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.84gydF4y2Ba ;(d)gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.9gydF4y2Ba ;(e)gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1。1gydF4y2Ba ;(f)gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1。6gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

气缸的压力分布:gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.75gydF4y2Ba ;(b)gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.775gydF4y2Ba ;(c)gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.84gydF4y2Ba ;(d)gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.9gydF4y2Ba ;(e)gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1。1gydF4y2Ba ;(f)gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1。6gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.75gydF4y2Ba ,圆柱体已经与表面波的影响,这表明仿真时间的影响比理论早一点时间由于模拟误差的影响。从数据gydF4y2Ba 6(一)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba 7(一)gydF4y2Ba可以观察到以下现象:首先,气缸的压力分布非对称是由于波浪的影响;其次,压力峰值出现在两个接触点之间的身体和空气两相液体,和正确的峰值压力大于左因为常规波从左边界;此外,底部的压力点小于接触点;第三,部分气缸的压力在接触水比空气大得多,约等于零。的部分沉浸状态的圆柱体gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.77gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 数据所示gydF4y2Ba 6 (b)gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 6 (d)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba 7 (b)gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 7 (d)gydF4y2Ba;一个显著特征是出现在干燥的负压筒的一部分,这是水弹性有关,需要进一步的研究。数据gydF4y2Ba 6 (e)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba 7 (e)gydF4y2Ba反映缸几乎完全沉浸在gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1。1gydF4y2Ba 可以看到,零压力的刚性body-air-water接口。完全湿状态的圆柱体gydF4y2Ba TgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba 数据所示gydF4y2Ba 6 (f)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba 7 (f)gydF4y2Ba,上面的表面波变形缸可以观察,和下部的压力大于气缸的上部。gydF4y2Ba

在运输过程中通过空气与圆柱的界面,一个重要的参数是垂直流体动力缸,也被称为冲击负荷。冲击系数可以被定义,它是无量纲的影响力量:gydF4y2Ba (13)gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba =gydF4y2Ba FgydF4y2Ba ρgydF4y2Ba VgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba RgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba FgydF4y2Ba 是垂直水动力的力量,gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 气缸之间的相对速度和表面波,然后呢gydF4y2Ba RgydF4y2Ba 是圆柱体的半径。gydF4y2Ba

当gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 计算,理论相对速度:gydF4y2Ba (14)gydF4y2Ba VgydF4y2Ba =gydF4y2Ba vgydF4y2Ba +gydF4y2Ba VgydF4y2Ba wgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba vgydF4y2Ba egydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba VgydF4y2Ba wgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba vgydF4y2Ba egydF4y2Ba 是水粒子的速度在仿真时间的影响。gydF4y2Ba

如图gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba,入水过程中冲击系数的时间历史的圆柱体与苗族(实验结果相比gydF4y2Ba 29日gydF4y2Ba]。观察到的波动仿真结果(从一开始的一部分gydF4y2Ba vgydF4y2Ba tgydF4y2Ba /gydF4y2Ba RgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 约gydF4y2Ba vgydF4y2Ba tgydF4y2Ba /gydF4y2Ba RgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.08gydF4y2Ba )是由一个压力峰值在喷根覆盖的面积小于筛孔尺寸。gydF4y2Ba

垂直圆柱流体动力。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba表明,数值计算结果和实验数据之间获得良好的协议(在初始阶段gydF4y2Ba vgydF4y2Ba tgydF4y2Ba /gydF4y2Ba RgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 约为0.14);然而,从gydF4y2Ba vgydF4y2Ba tgydF4y2Ba /gydF4y2Ba RgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.1gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 1,数值结果迅速增加的冲击系数,数值和实验结果之间的差异也相应增加。两种可能的解释这一现象如下:首先,在实验结果苗,值得注意的是油缸的速度保持不变在入水过程中,同时,在目前的工作中,根据(gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba)和(gydF4y2Ba 14gydF4y2Ba),抨击后,水粒子的理论速度gydF4y2Ba VgydF4y2Ba wgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba vgydF4y2Ba egydF4y2Ba 减少从gydF4y2Ba vgydF4y2Ba tgydF4y2Ba /gydF4y2Ba RgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 1,这导致减少圆柱之间的相对速度和水粒子,因此增加gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 。其次,圆柱体周围的表面波变化迅速,值得注意的是,影响气缸之间的相对速度和水粒子。gydF4y2Ba

 3.5。波影响相位角的影响gydF4y2Ba

波影响相位角度可以反映圆筒之间的相对位置和表面波冲击发生时。图gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba图的四个典型阶段角度:波影响位置标记为1,2,3,4阶段的角度吗gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 27gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ,分别。gydF4y2Ba

波影响的位置。gydF4y2Ba

阶段的角度探讨波的影响影响,位置标记为1,2,3,4图所示gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba应用。模拟的目标波部分gydF4y2Ba 3.1gydF4y2Ba使用,半径gydF4y2Ba RgydF4y2Ba 和恒定的垂直速度gydF4y2Ba vgydF4y2Ba 圆柱体的1 m和m / s,分别。gydF4y2Ba

两组理论的影响gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba pgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba cgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 阶段的角度,分别对应波影响的gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 27gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba 如下:gydF4y2Ba

30.684,26.184,27.684,和29.184 sgydF4y2Ba

36.684,32.184,33.684,和35.184 sgydF4y2Ba

很明显,影响第二组的时代,是通过第一组的加波,6 s。数据gydF4y2Ba 10 ()gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 10 (d)gydF4y2Ba反映时间历史圆筒上的流体部队在其降低通过表面波相位角度有不同的影响;为方便比较,第一组的数据移动到相应的位置数据的第二组添加6 s在时间坐标,名叫(第一组+ 6 s)的影响。数据gydF4y2Ba (11日)gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 11 (d)gydF4y2Ba显示速度矢量在圆柱附近发生时,水的影响。gydF4y2Ba

时间与不同水动力的历史影响阶段角度:(a)gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ;(b)gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ;(c)gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ;(d)gydF4y2Ba 27gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

水冲击发生时速度矢量与不同阶段影响角度:(a)gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ;(b)gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ;(c)gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ;(d)gydF4y2Ba 27gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

从数据gydF4y2Ba 10 ()gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 10 (d)gydF4y2Ba可以观察到,下面的特征。gydF4y2Ba

首先,模拟影响时间早一点或晚于理论,这是由于计算和模拟误差;值得注意的是,没有摔会发生的情况gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ,其中最主要的原因是气缸和水颗粒之间的相对速度是垂直向下的理论的影响,也可以看到在图gydF4y2Ba 11 (c)gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

其次,水动力的历史阶段与相同的影响角度大多相同,这说明了较小的影响可用于保存仿真时间只要第一波时间是可以避免的。gydF4y2Ba

第三,抨击后,水动力的力量逐渐增加到最大值为所有四个阶段角度,等于大约40 kN,和这一现象表明波相位的影响施加任何影响最大的水动力的力量;考虑影响时间之间的时间间隔的长度gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba pgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba cgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 和时间gydF4y2Ba TgydF4y2Ba FgydF4y2Ba 最大的水动力的力量出现,它随相位角度,如表所示gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba。可以看出,间隔长度随相位角增加gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba 来gydF4y2Ba 27gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

影响时间和最大的水动力的不同阶段的角度。gydF4y2Ba

影响相位角gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba 27gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba
时间的影响(gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba pgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba cgydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba 36.64秒gydF4y2Ba 32.37秒gydF4y2Ba 33.68秒gydF4y2Ba 35.13秒gydF4y2Ba
的时间gydF4y2Ba FgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba xgydF4y2Ba (gydF4y2Ba TgydF4y2Ba FgydF4y2Ba )gydF4y2Ba 41.18秒gydF4y2Ba 36.33秒gydF4y2Ba 36.39秒gydF4y2Ba 36.8秒gydF4y2Ba
TgydF4y2Ba FgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba pgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba cgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 4.56秒gydF4y2Ba 3.96秒gydF4y2Ba 2.71秒gydF4y2Ba 1.67秒gydF4y2Ba

第四,达到最大值后,水动力力震荡一个平衡点附近约31 kN,等于浮力的圆柱体,振荡周期是大约6年代,等于目标波的时期;此外,随着仿真时间的推移,振荡幅度越来越小,希望最终变成了零,主要是因为这一事实波效应与水深增加变得越来越小。gydF4y2Ba

至于拍击力而言,情况下与相角gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba 最大的一个,也是最危险的情况下气缸通过表面波,降低主要是由于缸之间的最大相对速度和水粒子,从图可观察到的吗gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba。因此,在下面几节中,只有相角gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba 用于调查其他参数的影响。gydF4y2Ba

 3.6。波高的影响gydF4y2Ba

为了研究波高的影响,时间与五种不同的水动力的历史力量正则波浪的波高,1.7米,2米,2.3米,2.6米,3米,被认为是;其他参数如下:影响相角=gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba 波的周期= 6 s,圆柱体的恒定速度gydF4y2Ba vgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba m / s,圆柱半径gydF4y2Ba RgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba m。gydF4y2Ba

从图gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba可以观察到以下现象:首先,对所有五浪高,水动力力量有类似的趋势和特点:与表面波影响后,力量增加到最大值,然后附近振荡圆柱体的浮力与波振荡周期等于时期,和振荡幅度最终会是零;其次,影响部队和最大的流体动力增加波高度的增加,曲线的振荡幅度有相似的趋势;第三,之间的时间间隔的长度gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba pgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba cgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 和gydF4y2Ba TgydF4y2Ba FgydF4y2Ba 对于不同的海浪的高度都是相同的等效波周期。gydF4y2Ba

流体与不同的海浪的高度。gydF4y2Ba

 3.7。波的周期的影响gydF4y2Ba

为了研究波的周期的影响,时间的历史流体与五种不同的波的常规波,5 s, 6 s, 7, 8, 9,被认为是,如图gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba;其他参数如下:影响相角=gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ,波高= 2 m,圆柱体的恒定速度gydF4y2Ba vgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba m / s,圆柱半径gydF4y2Ba RgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba m。gydF4y2Ba

流体与不同的波周期。gydF4y2Ba

从图可以看到下面的现象gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba:首先,冲击力和流体力曲线的振荡幅度增加与减少波的周期。其次,水动力部队附近振荡圆柱体的浮力,和振荡周期等于波周期。第三,例时间等于8和9年代,值得注意的是,第一个峰值力是最大的动力,这是不同于其他情况下,首先峰值的情况下增加增加的时期。gydF4y2Ba

 3.8。弗劳德数的影响gydF4y2Ba

正在通过波的圆柱表面,弗劳德数gydF4y2Ba FgydF4y2Ba ngydF4y2Ba 是一种重要的无量纲数,这是依赖于垂直速度和圆柱体的半径。研究影响加载波弗劳德数的影响,两组模拟执行。第一组使用不同的半径,参数如下:gydF4y2Ba RgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 米、0.8米和0.5米;影响相角=gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ;波高= 2米;波的周期= 6 s;恒定速度的圆柱体gydF4y2Ba vgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba m / s,渲染gydF4y2Ba FgydF4y2Ba ngydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.45gydF4y2Ba 、0.36和0.32。第二组使用不同的速度,他们的参数如下:gydF4y2Ba RgydF4y2Ba = 0.5;影响相角=gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba ;波高= 2米;波的周期= 6 s;恒定速度的圆柱体gydF4y2Ba vgydF4y2Ba = 1、2和3.5 m / s,渲染gydF4y2Ba FgydF4y2Ba ngydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.45gydF4y2Ba 、0.9和1.575。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 14gydF4y2Ba显示了水动力负载缸在下沉过程中与不同的半径。在这个图中,可以看出,无量纲水动力负载gydF4y2Ba FgydF4y2Ba /gydF4y2Ba (gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba RgydF4y2Ba vgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba )gydF4y2Ba 随着圆柱的半径增加变得越来越靠近各自的浮力振荡圆柱体的半径不同。图gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba介绍了水动力荷载的历史gydF4y2Ba FgydF4y2Ba /gydF4y2Ba (gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba RgydF4y2Ba vgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba )gydF4y2Ba 与不同的恒定速度。看到,流体部队增加气缸的速度减少。从数据gydF4y2Ba 14gydF4y2Ba和gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba,也可以看到无量纲冲击力量(第一峰值力)与弗劳德数的减少增加gydF4y2Ba FgydF4y2Ba ngydF4y2Ba ,主要原因是弗劳德数越小,越显著波施加影响。gydF4y2Ba

流体与圆柱半径不同。gydF4y2Ba

流体与不同的垂直速度。gydF4y2Ba

 4所示。结论gydF4y2Ba

(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba )后汽缸与表面波影响,迫使增加一些最大值然后附近摆动气缸与振荡周期的浮力等于波周期,和振荡幅度最终会是零。gydF4y2Ba

(gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba )一方面,例角波的影响gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba 分别影响最大的和最小的力量,并与其他波情况下影响角度范围内的谎言。另一只手,波影响角度施加任何影响最大下沉过程中流体动力。gydF4y2Ba

(gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba )最大冲击力和流体动力增加海浪的高度的增加,而他们两人的增加与减少波周期,这是由于缸之间的相对速度的影响和水粒子。gydF4y2Ba

(gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba )水动力的力量也很大程度上影响圆柱半径和恒定的速度;无量纲抨击力随弗劳德数的增加而减小。gydF4y2Ba

 的利益冲突gydF4y2Ba

作者宣称没有利益冲突有关的出版。gydF4y2Ba

 确认gydF4y2Ba

作者欣然承认金融支持中国湖南省自然科学基金(批准号2017 jj3393),中国国家自然科学基金(没有。51305463),中国国家重点研究和发展计划(没有。2016 yfc0304103)。gydF4y2Ba

 卡曼gydF4y2Ba V。gydF4y2Ba 水上飞机漂浮在着陆的影响gydF4y2Ba 国民航空咨询委员会gydF4y2Ba 1929年gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba 如一gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 反式和滑动在液体表面现象与影响gydF4y2Ba 应用数学和力学》期刊上gydF4y2Ba 1932年gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 193年gydF4y2Ba 215年gydF4y2Ba 格林gydF4y2Ba M。gydF4y2Ba 入水和出口水平圆柱体gydF4y2Ba 应用海洋研究gydF4y2Ba 1988年gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 191年gydF4y2Ba 198年gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0024096072gydF4y2Ba 10.1016 / s0141 - 1187 (88) 80003 - 8gydF4y2Ba 梅gydF4y2Ba x M。gydF4y2Ba 刘gydF4y2Ba y . M。gydF4y2Ba 悦gydF4y2Ba d . k . P。gydF4y2Ba 在水面上通用二维部分的影响gydF4y2Ba 应用海洋研究gydF4y2Ba 1999年gydF4y2Ba 21gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba 10.1016 / s0141 - 1187 (98) 00034 - 0gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0033080891gydF4y2Ba 太阳gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 边界元法应用于强烈非线性Wave-Body交互问题[博士。论文)gydF4y2Ba 2007年gydF4y2Ba 挪威特隆赫姆gydF4y2Ba 挪威科技大学gydF4y2Ba 朱gydF4y2Ba X。gydF4y2Ba CIP方法的应用[博士强烈非线性Wave-Body交互问题。论文)gydF4y2Ba 2006年gydF4y2Ba 挪威特隆赫姆gydF4y2Ba 挪威科技大学gydF4y2Ba 杨gydF4y2Ba Q。gydF4y2Ba 邱gydF4y2Ba W。gydF4y2Ba 数值模拟水的2 d和3 d的身体的影响gydF4y2Ba 海洋工程gydF4y2Ba 2012年gydF4y2Ba 43gydF4y2Ba 82年gydF4y2Ba 89年gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84857529890gydF4y2Ba 10.1016 / j.oceaneng.2012.01.008gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba K。gydF4y2Ba 杨ydF4y2Ba K。gydF4y2Ba 楚gydF4y2Ba X.-S。gydF4y2Ba 陈gydF4y2Ba G.-Y。gydF4y2Ba 数值模拟入水的体基于晶格玻尔兹曼方法gydF4y2Ba 流体力学杂志gydF4y2Ba 2010年gydF4y2Ba 22gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 829年gydF4y2Ba 833年gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 78449278715gydF4y2Ba 10.1016 / s1001 - 6058 (10) 60044 - 3gydF4y2Ba 这里消费gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba 邹gydF4y2Ba Q。gydF4y2Ba 里夫gydF4y2Ba d E。gydF4y2Ba 建模浮动对象出入境使用平滑粒子流体动力学gydF4y2Ba 杂志的航道、港口、海岸和海洋工程gydF4y2Ba 2011年gydF4y2Ba 137年gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 213年gydF4y2Ba 224年gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 80052674756gydF4y2Ba 10.1061 /(第3期)ww.1943 - 5460.0000086gydF4y2Ba SkillengydF4y2Ba 一个。gydF4y2Ba 林德gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba StansbygydF4y2Ba p K。gydF4y2Ba 罗杰斯gydF4y2Ba b D。gydF4y2Ba 不可压缩的光滑粒子流体动力学(SPH)时间减少噪音和普遍Fickian滤波应用于人体水分大满贯和高效wave-body交互gydF4y2Ba 计算机应用力学和工程方法gydF4y2Ba 2013年gydF4y2Ba 265年gydF4y2Ba 163年gydF4y2Ba 173年gydF4y2Ba 10.1016 / j.cma.2013.05.017gydF4y2Ba MR3093608gydF4y2Ba 顾gydF4y2Ba h . B。gydF4y2Ba 钱gydF4y2Ba lgydF4y2Ba CausongydF4y2Ba d . M。gydF4y2Ba MinghamgydF4y2Ba c·G。gydF4y2Ba 林gydF4y2Ba P。gydF4y2Ba 数值模拟水的固体的影响与垂直和斜条目gydF4y2Ba 海洋工程gydF4y2Ba 2014年gydF4y2Ba 75年gydF4y2Ba 128年gydF4y2Ba 137年gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84891494934gydF4y2Ba 10.1016 / j.oceaneng.2013.11.021gydF4y2Ba 阮gydF4y2Ba V.-T。gydF4y2Ba VugydF4y2Ba D.-T。gydF4y2Ba 公园gydF4y2Ba W.-G。gydF4y2Ba 荣格gydF4y2Ba C.-M。gydF4y2Ba n - s解算器的入水的身体移动嵌合体网格法在6自由度运动gydF4y2Ba 电脑和液体gydF4y2Ba 2016年gydF4y2Ba 140年gydF4y2Ba 19gydF4y2Ba 38gydF4y2Ba 10.1016 / j.compfluid.2016.09.005gydF4y2Ba MR3567116gydF4y2Ba 彭gydF4y2Ba W。gydF4y2Ba 魏gydF4y2Ba Q。gydF4y2Ba 解决二维入水问题CIP方法和并行计算算法gydF4y2Ba 海洋系统海洋技术gydF4y2Ba 2016年gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba 1 - 2gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 10.1007 / s40868 - 015 - 0012 - 5gydF4y2Ba IranmaneshgydF4y2Ba 一个。gydF4y2Ba Passandideh-FardgydF4y2Ba M。gydF4y2Ba 三维数值方法水平圆柱体的入水使用的体积流体技术gydF4y2Ba 海洋工程gydF4y2Ba 2017年gydF4y2Ba 130年gydF4y2Ba 557年gydF4y2Ba 566年gydF4y2Ba 10.1016 / j.oceaneng.2016.12.018gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 85008678073gydF4y2Ba 奈尔gydF4y2Ba P。gydF4y2Ba 可以喝gydF4y2Ba G。gydF4y2Ba 能量转移的研究使用不可压缩SPH模拟在入水的固体gydF4y2Ba SādhanāgydF4y2Ba 2017年gydF4y2Ba 42gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 517年gydF4y2Ba 531年gydF4y2Ba MR3659080gydF4y2Ba AristodemogydF4y2Ba F。gydF4y2Ba TripepigydF4y2Ba G。gydF4y2Ba MeringologydF4y2Ba D D。gydF4y2Ba VeltrigydF4y2Ba P。gydF4y2Ba 孤独的波浪诱导力水平圆柱:实验室实验和SPH模拟gydF4y2Ba 海岸工程杂志gydF4y2Ba 2017年gydF4y2Ba 129年gydF4y2Ba 17gydF4y2Ba 35gydF4y2Ba 10.1016 / j.coastaleng.2017.08.011gydF4y2Ba MnasrigydF4y2Ba C。gydF4y2Ba HafsiagydF4y2Ba Z。gydF4y2Ba 暗利gydF4y2Ba M。gydF4y2Ba MaalelgydF4y2Ba K。gydF4y2Ba 移动网格模型模拟自由表面的行为引起的水平圆柱体出入境gydF4y2Ba 计算流体力学的工程应用gydF4y2Ba 2014年gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 260年gydF4y2Ba 275年gydF4y2Ba 10.1080 / 19942060.2010.11015315gydF4y2Ba 陈gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 高gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 刘gydF4y2Ba Q。gydF4y2Ba 数值模拟入水在水平圆柱体使用液体的体积(受到)的方法gydF4y2Ba 哈尔滨工程大学学报gydF4y2Ba 2011年gydF4y2Ba 32gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba 1439年gydF4y2Ba 1442年gydF4y2Ba 10.3969 / j.issn.1006-7043.2011.11.008gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84863063920gydF4y2Ba GhadimigydF4y2Ba P。gydF4y2Ba DashtimaneshgydF4y2Ba 一个。gydF4y2Ba DjeddigydF4y2Ba s R。gydF4y2Ba 入水的研究圆柱用解析和数值解gydF4y2Ba 巴西社会的《机械科学与工程gydF4y2Ba 2012年gydF4y2Ba 34gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 225年gydF4y2Ba 232年gydF4y2Ba 10.1590 / s1678 - 58782012000300001gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84870328728gydF4y2Ba 塔辛gydF4y2Ba 一个。gydF4y2Ba PirogydF4y2Ba d . J。gydF4y2Ba KorobkingydF4y2Ba 答:一个。gydF4y2Ba 真希gydF4y2Ba k·J。gydF4y2Ba 炊具gydF4y2Ba m·J。gydF4y2Ba 二维水入口和出口的身体的形状各不相同gydF4y2Ba 流体和结构》杂志上gydF4y2Ba 2013年gydF4y2Ba 40gydF4y2Ba 317年gydF4y2Ba 336年gydF4y2Ba 10.1016 / j.jfluidstructs.2013.05.002gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84879836803gydF4y2Ba 拉森gydF4y2Ba E。gydF4y2Ba 影响负载循环缸gydF4y2Ba 2013年gydF4y2Ba 挪威特隆赫姆gydF4y2Ba 挪威科技大学gydF4y2Ba 洗黑钱gydF4y2Ba b E。gydF4y2Ba 斯伯丁gydF4y2Ba d·B。gydF4y2Ba 讲座在湍流数学模型gydF4y2Ba 1972年gydF4y2Ba 英国伦敦gydF4y2Ba 学术出版社gydF4y2Ba 有限元分析软件gydF4y2Ba ANSYS流利的使用手册,2013年版gydF4y2Ba 有限元分析软件gydF4y2Ba ANSYS流利的理论指南,2013年gydF4y2Ba 格林gydF4y2Ba M。gydF4y2Ba 墨哟gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba 水的入口和出口水平圆柱gydF4y2Ba 英国伦敦皇家学会哲学学报。系列a .数学,物理科学和工程gydF4y2Ba 1997年gydF4y2Ba 355年gydF4y2Ba 1724年gydF4y2Ba 551年gydF4y2Ba 563年gydF4y2Ba 10.1098 / rsta.1997.0024gydF4y2Ba MR1439218gydF4y2Ba 林gydF4y2Ba P。gydF4y2Ba 固定格栅模型模拟移动身体的自由表面流动gydF4y2Ba 电脑&液体gydF4y2Ba 2007年gydF4y2Ba 36gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 549年gydF4y2Ba 561年gydF4y2Ba 10.1016 / j.compfluid.2006.03.004gydF4y2Ba Zbl1177.76260gydF4y2Ba TyvandgydF4y2Ba p。gydF4y2Ba MilohgydF4y2Ba T。gydF4y2Ba 自由表面流由于冲动淹没圆柱体的运动gydF4y2Ba 流体力学杂志gydF4y2Ba 1995年gydF4y2Ba 286年gydF4y2Ba 67年gydF4y2Ba 101年gydF4y2Ba MR1336043gydF4y2Ba 10.1017 / S0022112095000656gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0029256990gydF4y2Ba 坎贝尔gydF4y2Ba T。gydF4y2Ba WeynberggydF4y2Ba P。gydF4y2Ba 测量的参数影响抨击——最终报告gydF4y2Ba 1980年gydF4y2Ba 440年gydF4y2Ba 沃尔夫森海洋工艺单元,南安普顿大学gydF4y2Ba 苗族gydF4y2Ba G。gydF4y2Ba 流体动力和动态响应的圆柱波区[博士。论文)gydF4y2Ba 1989年gydF4y2Ba 挪威特隆赫姆gydF4y2Ba 部门的海洋流体动力学gydF4y2Ba