包邮波浪作用下传播运动与液舱晃荡的耦合数值研究

第1章 绪论 1.1 工程背景和研究意义 1.2 流体晃荡问题的研究现状 1.2.1 强迫运动容器内的流体晃荡问题 1.2.2 波浪作用下船舶运动与液舱内流体晃荡的耦合作用问题 1.3 流体运动的基本数值模拟方法 1.3.1 外场波物相互作用的势流模型 1.3.2 液舱内流体晃荡的黏性流模型 1.4 本书内容 第2章 外场波物相互作用数值模型的基本原理与数值方法 2.1 引 言 2.2 控制方程与边界条件 2.3 速度势的分解及其对应的物面条件 2.4 边界积分方程的建立及其高阶边界元方法离散 2.5 波浪激振力、物体运动响应和波面高度的计算 第3章 外场波物相互作用的预修正快速傅里叶变换高阶边界元方法 3.1 引言 3.2 预修正快速傅里叶变换方法的基本思想 3.2.1 边界元快速算法的基本思想 3.2.2 预修正快速傅里叶变换方法的基本原理 3.3 预修正快速傅里叶变换高阶边界元方法的实现步骤 3.3.1 边界元代数方程组求解的共轭参量迭代方法 3.3.2 预修正快速傅里叶变换高阶边界元方法的基本步骤 3.4 预修正快速傅里叶变换高阶边界元方法的验证和计算效率分析 3.4.1 波浪与淹没圆柱相互作用问题的验证与计算效率分析 3.4.2 波浪与截断圆柱相互作用问题的验证与计算效率分析 3.4.3 波浪对超大型浮体作用问题的验证与计算效率分析 第4章 液舱内黏性流体晃荡数值模型的基本原理与数值方法 4.1 引言 4.2 控制方程的建立 4.3 控制方程的数值离散 4.4 基于两相流数值模型的自由水面捕捉 4.5 物体运动流固耦合的处理 4.6 数值求解过程 第5章 液舱内黏性流体晃荡问题的数值验证与分析 5.1 引言 5.2 二维矩形液舱受迫运动时流体晃荡问题 5.2.1 液舱内流体晃荡自由水面运动的验证 5.2.2 液舱内流体晃荡局部冲击力及整体作用力的验证 5.3 三维矩形液舱受迫运动时流体晃荡问题 5.4 带横隔板矩形液舱内流体晃荡问题的验证与分析 5.4.1 不带横隔板时流体晃荡自由水面的演化及特征分析 5.4.2 带横隔板时流体晃荡自由水面的演化及特征分析 5.4.3 激励频率对流体晃荡振幅的影响 5.4.4 激励振幅对流体晃荡振幅的影响 第6章 船舶运动与其液舱内流体晃荡的耦合分析 6.1 引言 6.2 船舶运动与液舱内流体晃荡耦合数值模型的建立 6.2.1 波浪对物体作用的时域波浪激振力、附加质量和延迟函数 6.2.2 船舶运动与其液舱内流体晃荡耦合数值模型的建立与计算流程 6.3 波浪与矩形浮箱水平晃荡的耦合作用 6.3.1 平动浮箱参数及算例设置 6.3.2 平动浮箱在波浪作用下的激振力、附加质量和延迟函数 6.3.3 波浪与矩形浮箱水平晃荡的耦合作用分析 6.4 波浪与矩形浮箱转动晃荡的耦合作用 6.4.1 转动浮箱参数及算例设置 6.4.2 转动浮箱的波浪作用力矩、附加质量和延迟函数 6.4.3 波浪与矩形浮箱转动晃荡的耦合作用分析 6.5 波浪作用下船舶三维运动与其内部流体晃荡的耦合分析 6.5.1 算例设置及空载时船舶的三维运动响应 6.5.2 前后液舱装载水深相同时装载水深对船舶整体运动响应的影响 6.5.3 前后液舱装载水深相同时入射波幅对船舶整体运动响应的影响 6.5.4 前后液舱装载水深不同时装载水深对船舶整体运动响应的影响 6.5.5 前后液舱装载水深不同时入射波幅对船舶整体运动响应的影响 6.5.6 液舱内流体晃荡的局部冲击力 6.5.7 不耦合分析时液舱内流体晃荡的局部冲击力对比 参考文献 附录 预修正快速傅里叶变换方法的预备数学知识