基于SPH方法的波浪與圓形浮體相互作用研究.pdf

1、本文主要運(yùn)用一種基于拉格朗日的無網(wǎng)格粒子法，即光滑粒子流體動力學(xué)法（SPH方法），建立一種基于 SPH方法的數(shù)值計(jì)算模型，模擬波浪和浮體的相互作用，通過建立數(shù)值模型，分析比較波浪與浮體相互作用的運(yùn)動響應(yīng)，從而將 SPH方法運(yùn)用到波浪作用下的浮體運(yùn)動方程的建立和計(jì)算中，為人類開發(fā)利用海洋資源所需的浮體部分提供數(shù)值計(jì)算依據(jù)。本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分：
　　首先，介紹SPH方法的基本理論和基本思想，引進(jìn)光滑函數(shù)的構(gòu)造條件和類型

2、，概括SPH方法的控制方程，并對SPH粒子的運(yùn)動進(jìn)行介紹，同時(shí)簡述了SPH方法的數(shù)值技術(shù)以及SPH程序的實(shí)現(xiàn)過程。
　　其次，基于SPH方法建立了三種不同的自由表面流體運(yùn)動的數(shù)值模型：一是建立潰壩數(shù)值模型，模擬潰壩形成過程中水體自由流動、水體與壁面撞擊產(chǎn)生水花，進(jìn)而反射形成波浪的物理過程；二是建立楔體入水?dāng)?shù)值模型，模擬楔體入水時(shí)，水體表面受到楔體的擠壓，在重力、壓力和表面張力等多種因素的共同作用下，自由液面隨著楔體的下降產(chǎn)生壓力，

3、從而形成噴射的過程；三是建立水體繞流運(yùn)動數(shù)值模型，模擬水流對方形浮體的沖擊作用和水流遇到障礙物的繞流現(xiàn)象。
　　第三，基于SPH方法建立了數(shù)值波浪水槽模型，通過推波板進(jìn)行造波，將推波板的位移方程用SPH方法進(jìn)行數(shù)值模擬，同時(shí)介紹了兩種消波方法，主動吸收式造波和粘性消波。
　　最后，基于SPH方法建立波浪與浮體的運(yùn)動模型，模擬并分析了波浪作用下方形、圓環(huán)形、雙圓環(huán)形的浮體運(yùn)動響應(yīng)，通過這三種不同形狀浮體的速度、位移、縱蕩、橫蕩