国家教育部博士点基金(20110073130003)
- 作品数：15 被引量：82H指数：8
- 相关作者：尤云祥王旭黄文昊林忠义胡天群更多>>
- 相关机构：上海交通大学嘉兴南洋职业技术学院江苏省地方海事局更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家高技术研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程天文地球理学水利工程更多>>
- 半潜平台内孤立波载荷实验及其理论模型研究被引量：11
- 2013年
- 该文在大型重力式密度分层水槽中,对内孤立波作用下半潜平台的载荷特性开展了系列实验。基于两层流体内孤立波KdV、eKdV和MCC理论,建立了半潜平台内孤立波载荷的理论预报模型,给出了该理论预报模型中三类内孤立波理论的适用性条件。研究表明,半潜平台的内孤立波水平力包括立柱与横撑部分的拖曳力、惯性力以及沉箱部分的Froude-Krylov力三个部分,其中前两个力可由Morison公式进行计算,第三个力可以通过内孤立波诱导动压力在沉箱迎流和背流面进行积分计算。半潜平台的垂向力主要为垂向Froude-Krylov力,可以通过内孤立波诱导动压力在横撑和沉箱上下表面进行积分计算。系列实验结果表明,在Morison公式中的拖曳力系数与内孤立波诱导速度场的雷诺数之间为指数函数关系,惯性力系数与KC数之间为幂函数关系,而且基于所建立理论预报模型所获半潜平台水平力、垂向力及其力矩的计算结果均与系列实验结果吻合良好。
- 黄文昊尤云祥石强王竟宇胡天群
- 关键词：两层流体内孤立波
- 基于MCC理论的内孤立波数值模拟被引量：18
- 2012年
- 基于MCC(Miyata-Choi-Camassa)理论,将内孤立波诱导上下层深度平均水平速度为入口条件,结合理想流体完全非线性欧拉方程,建立了两层流体中内孤立波生成与传播的CFD(Computational Fluid Dynamics)数值水槽方法。在系列数值模拟基础上,获得了内孤立波设计振幅与数值模拟振幅之间的相关关系,实现了在振幅可控条件下的内孤立波数值模拟。结果表明,在极限振幅范围内,数值模拟所得内孤立波波形均与MCC理论解吻合良好,而KdV(Korteweg-de Vries)和mKdV(modi-fied KdV)理论解只适用于小振幅的情况。同时,利用CFD数值模拟结果,对内孤立波诱导流速场特性进行了分析,结果表明内孤立波诱导水平速度在上层及波面下方流体层中垂向衰减很小,但在内界面与波面之间流体层中垂向衰减明显。
- 高原雪尤云祥王旭李巍
- 关键词：内孤立波
- 有限水深两层流体中内孤立波数值造波方式比较研究
- 在有限水深两层流体中,基于Fluent计算平台,利用UDF(User-defined function)二次开发工具,分别构建了双推板和速度入口两类内孤立波数值造波模型。依据实验得到的不同内孤立波理论的适用性条件,针对不...
- 王旭林忠义尤云祥胡天群
- 关键词：内孤立波数值模拟
- 文献传递
- 圆柱型结构内孤立波载荷实验及其理论模型被引量：31
- 2013年
- 在大型重力式密度分层水槽中,对内孤立波与圆柱型结构的相互作用特性开展了系列实验.基于两层流体中内孤立波的KdV,eKdV和MCC理论,建立了圆柱型结构内孤立波载荷的理论预报模型,给出了该载荷理论预报模型中3类内孤立波理论的适用性条件.研究表明,圆柱型结构内孤立波水平载荷包括水平Froude--Krylov力、附加质量力和拖曳力3个部分,可以由Morison公式计算,而内孤立波垂向载荷主要为垂向Froude--Krylov力,可以由内孤立波诱导动压力计算.系列实验结果表明,附加质量系数可以取为常数1.0,拖曳力系数与内孤立波诱导速度场的雷诺数之间为指数函数关系,而且基于理论预报模型的数值结果与系列实验结果吻合.
- 黄文昊尤云祥王旭胡天群
- 关键词：两层流体内孤立波
- 内孤立波与非均匀海流共同作用下顶张立管动力特性被引量：9
- 2012年
- 基于两层流体中内孤立波的mKdV理论,采用考虑内流的弹性杆动力学方程,结合改进的Morison公式,以及考虑涡泄频率随水深变化的一个简化涡激载荷计算模型,研究了两层流体中内孤立波与非均匀海流共同作用下深海顶张立管的非线性动力响应问题。结果表明,在海流非均匀性导致的多模态涡激力作用下,深海顶张立管会发生大振幅多模态横向组合涡激共振的现象。在深海立管发生多模态组合共振的过程中,当有内孤立波作用时,不仅会使立管横向组合共振幅值显著增大,同时还会使立管在顺流向产生突发性的大变形响应。特别地,当内孤立波传播方向与海流方向一致时,立管顺流向及横向横截面弯矩与应力都会出现显著增大现象。因此,在深海立管的设计与应用中,内孤立波与海流的耦合效应是不可忽视的。
- 蒋武杰林忠义尤云祥李巍曲衍肖越范模
- 关键词：内孤立波
- 张力腿平台内孤立波作用特性数值模拟被引量：9
- 2015年
- 依据三类内孤立波理论KdV、eK dV和MCC的适用性条件,采用Navier-Stokes方程为流场控制方程,以内孤立波诱导上下层深度平均水平速度作为入口边界条件,建立了两层流体中内孤立波对张力腿平台强非线性作用的数值模拟方法。结果表明,数值模拟所得内孤立波波形及其振幅与相应理论和实验结果一致,并且在内孤立波作用下张力腿平台水平力、垂向力及力矩数值模拟结果与实验结果吻合。研究同时表明,张力腿平台内孤立波载荷由波浪压差力、粘性压差力和摩擦力构成,其中摩擦力很小,可以忽略;水平力的主要成分为波浪压差力和粘性压差力,粘性压差力与波浪压差力相比较小却不可忽略,流体粘性的影响较小;垂向力中粘性压差力很小,流体粘性影响可以忽略。
- 王旭林忠义尤云祥
- 关键词：两层流体内孤立波张力腿平台载荷特性
- 有限深两层流体内孤立波非线性数值模拟入口边界条件研究被引量：3
- 2014年
- 基于有限深两层流体KdV(Korteweg-de Vries)、eKdV(extended KdV)和MCC(Miyata-Choi-Camassa)理论,以内孤立波诱导上下层深度平均水平速度为入口边界条件,采用理想流体完全非线性欧拉方程,建立了两层流体中内孤立波生成的CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟方法。以系列数值模拟结果为依据,结合内孤立波非线性和色散参数的组合条件,给出了选择合适内孤立波理论解作为CFD数值模拟入口边界条件的方法,从而实现了振幅与波形可控的内孤立波完全非线性数值模拟。
- 王旭尤云祥黄文昊
- 关键词：两层流体内孤立波数值模拟
- 内孤立波与直立圆柱体相互作用特性数值模拟被引量：8
- 2015年
- 为研究直立圆柱体的内孤立波载荷特性,依据三类内孤立波理论(Kd V、e Kd V和MCC)的适用性条件,使用内孤立波诱导上下层深度平均水平速度作为入口条件,采用Navier-Stokes方程为流场控制方程,建立了两层流体中内孤立波对直立圆柱体强非线性作用的数值模拟方法。系列计算结果表明,数值模拟所得内孤立波波形及其振幅与相应理论和实验结果一致,并且直立圆柱体内孤立波水平力、垂向力及其力矩数值模拟结果与实验结果吻合。直立圆柱体内孤立波载荷由波浪压差力、粘性压差力和摩擦力构成,其中摩擦力很小,可以忽略;对水平力,其波浪压差力与粘性压差力量级相当,流体粘性的影响显著;对垂向力,粘性压差力很小,流体粘性影响可以忽略。
- 王旭林忠义尤云祥
- 关键词：两层流体内孤立波载荷特性数值模拟
- FPSO内孤立波载荷实验及其理论模型研究被引量：6
- 2014年
- 该文在大型重力式密度分层水槽中,对内孤立波作用下FPSO载荷特性开展了系列实验,研究表明,FPSO的内孤立波载荷包括船体水线表面的摩擦阻力和Froude-Krylov力两个部分。并基于两层流体内孤立波的KdV、eKdV和MCC理论,建立了这两个载荷成分的理论预报模型。系列实验结果表明,摩擦阻力系数与内孤立波诱导速度场的雷诺数之间为反比例关系,而且基于所建立理论预报模型所获FPSO的水平力、垂向力及其力矩计算结果与系列实验结果一致。该项研究以系列实验结果为依据,为海洋工程FPSO的内孤立波载荷预报提供了一个实用的理论计算模型。
- 许忠海尤云祥黄文昊胡天群
- 关键词：两层流体内孤立波FPSO
- 有限水深两层流体中内孤立波数值造波方式比较研究
- 在有限水深两层流体中,基于Fluent计算平台,利用UDF(User-defined function)二次开发工具,分别构建了双推板和速度入口两类内孤立波数值造波模型。依据实验得到的不同内孤立波理论的适用性条件,针对不...
- 王旭林忠义尤云祥胡天群
- 关键词：内孤立波数值模拟
