检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王蔚林北京工业大学

学位级别：硕士

处于深水中的圆柱形桥墩结构，人们对于地震作用下考虑表面重力波和水体压缩性时结构产生动水力的分析一直没有得到较为一致的结论。而一些重大水利工程的建设也更进一步要求对结构计算的准确性和精度，将处于深水中的桥墩假设为刚体显... 详细信息

处于深水中的圆柱形桥墩结构，人们对于地震作用下考虑表面重力波和水体压缩性时结构产生动水力的分析一直没有得到较为一致的结论。而一些重大水利工程的建设也更进一步要求对结构计算的准确性和精度，将处于深水中的桥墩假设为刚体显然不能满足工程精度要求，而且也无法进一步考虑结构非线性、水体底部吸收条件、桥墩与海床的相互作用等因素。本文基于以上国内外对结构动水压力的研究背景，详细分析了在同时考虑水体压缩性和表面重力波条件下，深水圆柱形桥墩结构动水力的变化规律，并基于时域有限元理论给出了小直径深水柔性结构的有限元分析。具体研究工作如下:\n 1、基于辐射波浪理论，给出了考虑水体压缩性和表面重力波条件下结构在水平荷载作用下所受动水力解析解的详细推导过程。可压缩流体在考虑表面重力波和不考虑表面重力波两种情况下，模态动力刚度系数都是与荷载频率相关的。不可压缩流体动水压力解析解中的质量系数与荷载频率无关，可以简化为作用在结构上的附加质量。\n 2、详细讨论了不同情况下水体压缩性和表面重力波对深水圆柱形桥墩所受动水力的影响。表面重力波主要对直径较大的深水桥墩在荷载频率较低时水面附近的动水力影响较大，而水体压缩性则主要对直径较大的深水桥墩在荷载频率较高时水底附近的动水力影响较大;在地震作用主要频段内，小直径深水桥墩可以忽略表面重力波和水体压缩性对结构动水力的影响;大直径深水桥墩需要考虑水体压缩性而可以忽略表面重力波对结构动水力的影响。\n 3、实现了小直径圆柱柔性悬臂结构在不可压缩水体中动水力的时域有限元计算程序。给出了地震烈度的不同，结构位移的变化趋势。结果表明，地震烈度增加1度，结构顶部位移最大幅值相应增大2倍左右。此程序可作为今后编写对于可压缩流体柔性结构动力反应分析程序的参考，也可以作为研究柔性结构是否应该考虑水体压缩性的对比程序。

关键词：深水桥梁地震作用辐射波浪理论水体压缩性表面重力波动水压力时域有限元分析

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促进其线性频散特征另一种形式的Bousinesq方程

引用

力学学报 1997年第2期29卷 142-150页

作者：张永刚李玉成大连理工大学土木工程系

Ｂｏｕｓｉｎｅｓｑ方程能够用于模拟表面重力波传播过程中的折射、绕射、反射以及浅化，非线性作用等现象．用不同垂直积分方法所得到的二维Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程形式具有不同的线性频散特征．采用两个不同的水深层的水平速度变量... 详细信息

Ｂｏｕｓｉｎｅｓｑ方程能够用于模拟表面重力波传播过程中的折射、绕射、反射以及浅化，非线性作用等现象．用不同垂直积分方法所得到的二维Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程形式具有不同的线性频散特征．采用两个不同的水深层的水平速度变量组合，推导出一个新形式的Ｂｏｕｓｉｎｅｓｑ方程．通过对其参数的设置可得到精确的线性频散解Ｐａｄｅ近似４阶精度．其适用范围已由原来的浅水，向深水拓进．相速误差小于２％，其拓展适用范围可达到０８个波长水深．应用所得到的新型Ｂｏｕｓｉｎｅｓｑ方程，采用有限差分法，对经典工况进行了数值模拟，其计算结果表明，计算值与物模实验值吻合较好．

关键词：表面重力波非线性不规则波数值模拟重力波

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稳态共振波及非线性波流相互作用研究

稳态共振波及非线性波流相互作用研究

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作者：刘曾上海交通大学

学位级别：博士

非线性波波共振作用和非线性波流相互作用是导致波浪场能量谱发生变化的重要因素,相关问题广泛存在于工程实际问题中,已有的大量研究工作主要从初边值问题角度研究这两种因素对波浪场能量谱随时间演化的影响。本论文尝试从边值问题角度... 详细信息

非线性波波共振作用和非线性波流相互作用是导致波浪场能量谱发生变化的重要因素,相关问题广泛存在于工程实际问题中,已有的大量研究工作主要从初边值问题角度研究这两种因素对波浪场能量谱随时间演化的影响。本论文尝试从边值问题角度出发寻求对应的稳态解现象,以理论分析为主,辅以试验验证的方式分析了稳态共振波的存在性并揭示了其能量分布特性,此外提出了非线性波流相互作用模型并考虑了涡量对频率(相速度)的影响。本文主要研究了如下六个问题,分别描述如下:1.从已有的特殊四波共振开始,研究了一般的四波共振,多个波分量耦合的四波共振及由高阶波波作用形成的六波共振。在以上三种情况中,我们发现稳态共振均存在且有多解,此外当参加共振的波分量个数增加时稳态共振波多解的个数有增加的趋势。2.以特殊的四波共振和六波共振为例,研究了当参数变化时稳态共振波的能量分布情况。确认了能量分布在参数空间内的连续变化,当波形从二维趋向一维或当波系中各波分量幅值增加(总能量增加)时,近似共振分量将包含越来越多的能量。3.通过线性稳定性分析发现当扰动不与任何未扰动波分量发生共振作用时,稳态共振波是稳定的。考虑到小振幅的初始扰动需要足够长的时间发展才有可能影响到波系能量分布,因此至少理论上讲,稳态共振波可能是亚稳定的,这为实验观测提供了可能性。4.为消除了稳态共振波必须满足Phillips线性共振条件的限制,在同伦分析方法框架中提出了分段的线性算子。通过此分段线性算子,得到了仅满足非线性共振条件的稳态共振波,扩展了稳态共振波的存在空间,且发现当波系中波分量幅值增加(总能量增加)时稳态共振波的存在区域随之扩大。5.在物理实验误差允许范围内,通过对照组实验的定量对比讨论了稳态共振波的存在性。观察到了由主波分量间的相位差而产生的对称组和非对称组波形。此外,定性对比上实测数据和理论结果吻合良好。6.考虑了无来流时双色波中基波相速度受非线性波波作用的影响,给出了考虑波波作用时相速度的高阶近似。分析了有旋来流对基波相速度的影响,发现来流(平均涡量)对非线性波波作用的影响由来流特征斜率决定,而来流表面速度大小则增强或减弱此效应。

关键词：表面重力波波浪共振稳态解多解非线性波流相互作用

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深水波中进动共振的数值模拟研究

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海洋工程 2018年第5期36卷 99-107页

作者：赵扩马小舟马玉祥董国海大连理工大学海岸及近海工程国家重点实验室辽宁大连116023

进动(precession)共振是一种非线性共振相互作用,2016年才有学者对这一现象进行研究。采用非静压二维自由表面流模型模拟了深水条件下重力波的进动共振现象。通过边界造波的方法产生双色波,分析了触发进动共振的初始条件;探讨了进动共... 详细信息

进动(precession)共振是一种非线性共振相互作用,2016年才有学者对这一现象进行研究。采用非静压二维自由表面流模型模拟了深水条件下重力波的进动共振现象。通过边界造波的方法产生双色波,分析了触发进动共振的初始条件;探讨了进动共振在小振幅前提条件下发生的简化初始条件。数值模拟分析两组对称测点,对不同测点的波面、能量谱进行对比分析。数值结果表明:非静压二维自由表面流模型可以模拟进动共振现象,并且可以采用双色波作为条件来研究深水五波进动共振现象,进动共振需要一定的能量转化时间,进动共振发生的条件是三波组合的进动频率等于一个系统存在的非线性频率。

关键词：进动共振双色波非静压模型表面重力波

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二维波浪进动共振的数值模拟研究

二维波浪进动共振的数值模拟研究

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作者：赵扩大连理工大学

学位级别：硕士

波浪与波浪之间发生相互作用不仅是海洋中极为普遍的情况,更是水波动力学要解决的主要问题之一。波浪与波浪之间发生相互作用普遍会造成波高的急剧增长,进一步对海上建筑物造成惨重的毁坏。根据已有研究证据,我们不难发现波浪与波浪之... 详细信息

波浪与波浪之间发生相互作用不仅是海洋中极为普遍的情况,更是水波动力学要解决的主要问题之一。波浪与波浪之间发生相互作用普遍会造成波高的急剧增长,进一步对海上建筑物造成惨重的毁坏。根据已有研究证据,我们不难发现波浪与波浪之间发生非线性相互作用与极端波浪、近岸低频波浪以及波浪破碎等现象都有着不可分割的联系。波浪非线性相互作用依据作用方式可以分为两类,一类是共振波浪非线性相互作用,另外一类是非共振波浪非线性相互作用。包括海洋工程领域在内,波的共振相互作用几乎存在于所有物理领域。从量子领域到天体领域,共振现象一直是一个焦点问题。1960年,Phillips首次发表了波浪共振的有关观点并发现了深水重力波的四波共振条件,共振理论逐渐变成理解波浪非线性作用的重要因素。进动(precession)共振现象是2014年Miguel ***等人在非线性波湍流系统中发现的一种强健的能量转换机制。由于进动共振理论的新颖性,相关理论研究十分匮乏,不能够展示出这种理论的优越性。基于此种研究现状,本篇文章的目的是将进动共振及有关概念运用到波浪的数值模拟中,试图在数值模拟中验证进动共振理论的准确性。首先,介绍并总结了一些包括哈密顿理论、非线性系统动力学在内的基础理论知识;接着,介绍了数值模拟中所使用的非静压模型,并总结了Miguel ***等人发展的进动共振理论;最后,用数值模拟的结果验证之前的理论分析过程,并且进行必要的误差分析。本文较为详细的概括了近些年刚刚起步的有关进动共振的相关研究。然而目前该理论还有很大的局限性,仅限于深水表面重力波浪,这有待于未来的深入探索。

关键词：进动共振非静压模型双色波波浪非线性表面重力波

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深水下处于平衡态的有限振幅近似共振波浪

深水下处于平衡态的有限振幅近似共振波浪

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第十届全国流体力学学术会议

作者：刘曾华中科技大学船舶与海洋工程学院船舶与海洋工程系

本文总结了近期在深水下包含多个近似共振作用的有限振幅平衡态波系的理论工作。通过同伦分析方法求解了非线性波浪控制方程,针对近似共振作用带来的大量小分母问题,提出了选取线性算子和初始解的新思路,成功获得收敛的高阶级数解。对... 详细信息

本文总结了近期在深水下包含多个近似共振作用的有限振幅平衡态波系的理论工作。通过同伦分析方法求解了非线性波浪控制方程,针对近似共振作用带来的大量小分母问题,提出了选取线性算子和初始解的新思路,成功获得收敛的高阶级数解。对比通量守恒时同向传播的线性和非线性平衡态波系,发现非线性波系中的近似共振波分量显著地影响了波浪场分布:非线性自由液面波峰更陡、波谷更深且波节点更平坦,相应波峰和波谷处速度随非线性的增加而增加更快。该研究工作再一次强调了近似共振在波系演化中的重要性。

关键词：表面重力波波浪共振同伦分析方法

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风和耗散影响下的调制不稳定性研究

风和耗散影响下的调制不稳定性研究

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第十四届全国水动力学学术会议暨第二十八届全国水动力学研讨会

作者：刘帅陈芝燚张新曙上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心

本研究利用高阶谱方法(HOSM)建立了在风和耗散影响下二维深水波列演变的完全非线性数值模型,并结合改进的NLS方程,研究波浪的调制不稳定性。文中数值计算了风和耗散耦合影响下的调制不稳定性的临界曲线,并与理论结果进行比较,验证了结... 详细信息

本研究利用高阶谱方法(HOSM)建立了在风和耗散影响下二维深水波列演变的完全非线性数值模型,并结合改进的NLS方程,研究波浪的调制不稳定性。文中数值计算了风和耗散耦合影响下的调制不稳定性的临界曲线,并与理论结果进行比较,验证了结果的正确性。另外,重新定义了在风和耗散影响下的BFI因子,研究波列扰动频率对波列演变中临界稳定时间的影响,指出在耗散的影响较大时扰动频率越大波列越快的进入稳定状态,风影响较大时扰动频率越小波列越快进入不稳定状态。

关键词：表面重力波高阶谱方法调制不稳定性

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潮汐共振对轨道演化的影响

潮汐共振对轨道演化的影响

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第十三届全国流体力学学术会议

作者：魏星北京师范大学天文系

行星潮汐是流体波,比如地球的海洋潮汐是表面重力波和惯性波的混合模式。在行星-卫星系统轨道演化过程中,潮汐波会与轨道发生共振。之前的研究都只是简单将潮汐力矩当作常数,本研究工作同时求解了潮汐的流体力学方程和轨道演化方程,发... 详细信息

行星潮汐是流体波,比如地球的海洋潮汐是表面重力波和惯性波的混合模式。在行星-卫星系统轨道演化过程中,潮汐波会与轨道发生共振。之前的研究都只是简单将潮汐力矩当作常数,本研究工作同时求解了潮汐的流体力学方程和轨道演化方程,发现潮汐和轨道的耦合效应可以加速轨道演化,并对地月系统的演化做了较为详细的研究,指出地月远离正在加速。

关键词：潮汐表面重力波惯性波共振轨道演化

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声波与表面波干扰的注记

声波与表面波干扰的注记

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第十八届全国水动力学研讨会

作者：刘应中海洋工程国家重点试验室上海交通大学

本文考虑重力和流体压缩性,以静水场为基础进行摄动,得到流体声场和表面重力波同时存在时的线性方程。根据流动变化的尺度,讨论了近似的流动控制方程和自由面条件。对于波长为100m量级的震荡,高频时应该考虑压缩性,但是可以忽略重力的... 详细信息

本文考虑重力和流体压缩性,以静水场为基础进行摄动,得到流体声场和表面重力波同时存在时的线性方程。根据流动变化的尺度,讨论了近似的流动控制方程和自由面条件。对于波长为100m量级的震荡,高频时应该考虑压缩性,但是可以忽略重力的影响。对于波长更长的震荡,比如周期为分钟量级的地震津波,应该考虑重力波和声波的相互作用。

关键词：表面重力波流体压缩性声波和重力波的干扰表面行进波

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