导读:本文包含了二阶水动力力论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:海上浮式风电机,半潜式平台,二阶水动力,二次传递函数
二阶水动力力论文文献综述
彭春江,胡燕平,程军圣,沈意平[1]（2016）在《海上浮式风电机半潜式平台二阶水动力计算与响应特性分析》一文中研究指出提出了基于二次脉冲响应函数法的海上浮式风电机浮式平台二阶水动力计算方法,该方法基于叁维势流理论用直接积分法求浮式平台的二次传递函数,并结合波高时程,将二次脉冲响应函数法应用于浮式平台二阶水动力的计算。把计算所得二阶水动力施加到海上浮式风电机整机时域动力学计算模型,计算二阶水动力的激励响应。以DeepCwind半潜式平台为算例,其上支撑美国可再生能源实验室5MW参考风机。先对所提出的二阶水动力计算方法进行验证,再分别在无风和有风条件下,计算一阶水动力单独激励响应和一阶二阶水动力共同激励响应,通过对比响应幅值谱、响应统计值,分析二阶水动力的激励特性。结果表明,对于半潜式平台,慢漂力和平均漂移力有明显的激励作用,和频二阶水动力的激励作用可以忽略。(本文来源于《中国机械工程》期刊2016年07期）
陈纪康[2]（2015）在《基于泰勒展开边界元法的水波与浮体二阶水动力问题数值模拟》一文中研究指出由于海洋浮式结构物的工作环境及自身特点,波浪对结构物的二阶波浪力是不可忽视的。发展一种有效的研究二阶问题的数值方法显得尤为重要。针对传统常值边界元方法计算非光滑边界处的流体质点切向诱导速度误差极大,导致浮体水动力分析存在较大误差,甚至导致时域模拟结果发散。此外,传统高阶元方法在处理角点奇异性和计算角点高阶导数存在较大困难,而其他一些已存在的数值方法则都避免了高阶导数的直接求解的问题。本文创造性提出了泰勒展开边界元法,并利用该方法对浮体二阶波浪载荷问题进行研究。本文提出的泰勒展开边界元方法,是基于格林第叁公式形成的边界积分方程进行数值离散求解的方法。对于叁维问题,将浮体湿表面离散为若干四边形或叁角形单元,在每一单元上,取单元节点坐标均值为中心,在面元中点对偶极强度作泰勒展开并保留一阶或二阶导数项,对源强作泰勒展开只保留一阶导数项。并引入场点的切向一阶、二阶及混合偏导数来封闭方程组,从而构成了关于偶极强度、偶强的一阶、二阶和混合偏导数,源强的一阶偏导数为未知数,源强为已知变量的线性代数方程组。其中偶强切向一阶、二阶和混合偏导数及源强的一阶偏导数的影响系数包含主值(归一化后为正/负二分之一)。上述操作方法产生的利用边界单元求解边界积分方程数值解的方法称为泰勒展开边界元方法。精确求解流体质点速度势的一阶及二阶导数,为无航速二阶扰动速度势求解及有航速船舶波浪增阻计算奠定了基础。本文首先利用频域一阶泰勒展开边界元法将速度势从水线附近网格中点诱导至水线中点,改进了水线积分计算精度。提高了近场积分公式对平均漂移力的计算精度。基于时域Rankine源方法对无航速边值问题求解时,辐射条件采用多次透射公式和阻尼区的复合人工边界条件作为消波条件。在计算有限水深圆柱强迫垂荡与纵荡运动问题及直插水底圆柱绕射问题时,并没有出现波浪反射的现象。在自由面时域步进过程中采用积分格式的自由面条件。以圆柱为模型,对一阶、二阶波面升高,圆柱一阶波浪力,二阶倍频力(包括由一阶量引起部分的及由二阶速度势引起的部分)和平均漂移力及圆柱物面与自由面交界面处速度场进行计算。计算结果与已有的半解析公式比较,结果吻合较好。在相同未知数下,泰勒展开边界元方法的精度比常值面元法精度高。与高阶元方法相比可得到相同精度的二阶波浪载荷。研究表明对于低速肥大型船舶,考虑定常流对非定常流动的影响是必要的。本文以直插水底圆柱为例,计算结果表明二阶泰勒展开边界元方法求解mj项的计算精度较好。克服了高阶元方法需通过斯托克斯公式将二阶导数项积分转化为一阶导数项的积分及水线积分或需在非惯性坐标系下进行求解进而避免涉及二阶导数的问题。随着节能减排口号的提出,船舶波浪增阻研究已成为船舶水动力学的研究重点。本文选取了典型的数学船模wigleyⅢ、KVLCC2及57000吨散货船利用二阶泰勒展开边界元在Rankine方法基础上进行数值研究。主要包括船舶在迎浪状态下,波长船长比在0.3-2.0间的船舶垂荡与纵摇运动及波浪增阻计算研究。以及对自由面截断区域的选取,时间步长,阻尼区形式,阻尼强度,滤波强度等参数对船模波浪增阻结果影响的研究。结果表明,基于泰勒展开边界元方法的数值结果与试验值吻合较好。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2015-11-01）
徐刚,段文洋[3]（2010）在《半潜柱体垂荡运动二阶水动力分析》一文中研究指出非线性波物相互作用一直是深海工程领域关心的热点问题,因此有必要采用二阶时域理论对非线性波物相互作用问题进行研究分析.对自由面条件和物面条件进行Taylor级数展开和Stokes摄动展开得到一阶和二阶边值问题.使用基于Rank ine源的边界元法计算每一时刻的流场,并在自由面上采用积分格式的自由面条件;在远方控制面上采用多次透射边界条件;同时,对做强迫正弦垂荡的半潜柱体进行了时域模拟,讨论了二阶水动力对浮体受力的影响,并将数值结果与相关文献中的结果进行了比较和分析.结果表明采用文中方法得到的数值结果准确、稳定和高效.(本文来源于《哈尔滨工程大学学报》期刊2010年04期）
徐刚[4]（2009）在《不规则波中浮体二阶水动力时域数值模拟》一文中研究指出随着我国近海油气资源日趋减少,油气开发逐渐走向深海,发展新型深海平台技术已经成为国际海洋工程界研究的热点问题,而在时域内能够有效地模拟非线性波浪力对深海平台的影响是非常重要的。为了满足深海平台设计中对准确预报载荷和运动的要求,本文将以非线性不规则波对浮体的影响特性及预报方法进行研究,旨在发展不规则波中深海平台二阶水动力的时域预报技术。本文将研究一种稳定的叁维时域数值模拟方法,预报和分析浮体在规则和不规则波中所受的线性以及非线性的水动力,在远方辐射面上采用多次透射边界条件(Multi-transmitting formula, MTF),在自由面上采用积分格式的自由面边界条件(Integral form of Free surface Boundary Condition, IFBC)。为此,本文着重在以下几个方面开展了研究工作：1.本文从时域线性辐射和绕射问题入手,对基于MTF和IFBC边界元法的参数敏感性进行研究,其中包括附加因子、平滑函数、时间步长、水深、人工波速以及网格质量等因素的影响；并对时域数值模型的稳定性以及MTF的外传效率进行了研究：长时历的数值模拟,结果不会出现发散现象；同时,给出在水波领域能够满足数值精度要求的人工波速取值范围；此外还使用不同形状的人工边界对一般形状浮体的水波问题进行了研究。2.将基于MTF和IFBC边界元法应用到不规则波问题的数值模拟中。对受不规则垂荡激励运动的半球辐射问题和直立圆柱桩的不规则绕射问题进行了研究,其中包括双色波、多色波以及基于海浪谱的不规则波问题。除在低海况外(h1/3=0.5m和k1/3=1:0m), MTF都能有效地将不规则的波动传出人工边界,在人工边界处达到无反射的效果。由于低海况的波能谱曲线比较平坦,绝大部分能量所占的频率范围比高海况要宽的多,仅使用MTF法还不能有效地将所有波动传出人工边界,因此本文采用一种新的水波透射器—阻尼区耦合MTF法(MTF+DZ)作为人工边界条件模拟基于海浪谱的不规则波问题,并比较了各种阻尼区耦合MTF法的消波效率,得到了最优的MTF+DZ的耦合形式,同时给出了有效的最短阻尼区长度,此外还使用MTF+DZ法模拟了半潜柱体和半潜式平台的不规则波绕射问题,并使用MATLAB软件对不规则的时历信号进行快速傅立叶变换,将得到的结果与Hydrostar软件的频域结果进行了比较。3.本文对基于MTF和IFBC分布源法的数值精度进行了研究。以直立圆柱桩绕射为例,将一阶绕射势及其各阶导数与频域解析解进行了比较分析,得到面元法向突变处分布源法求得的面元切向速度精度较低的结论,并以叁维圆球绕流为例,进一步验证了上述结论。此外本文就现有方法如何提高数值结果的精度进行了研究,得到基于Galerkin技术的分布源法可以提高面元切向速度的总体精度,但它对法向突变处面元切向速度的精度提高并不明显。4.本文就基于MTF和IFBC边界元法对二阶水波辐射和绕射问题进行了研究。使用辅助函数求解二阶非线性自由面条件中与一阶速度势相关的高阶导数项(包括速度势对z的二阶导数项、速度势对z和t的叁阶导数项),避免使用传统的差分方法,提高了数值精度及稳定性。5.本文研究了作强迫垂荡的半潜柱体的辐射问题和直立圆柱的二阶绕射问题,由于所选人工边界条件的消波效率、自由面条件中微分处理方式以及物面上高阶导数的求解方法不同,最终导致目前二阶水动力结果之间存在较大离散度。同时,在二阶绕射问题中,本文将一阶速度势及其各阶次导数的解析解代入二阶非齐次自由面条件,得到的二阶水动力与频域解析解吻合的非常好,也得到了本文结果与频域半解析解相差较大的主要原因—通过分布源法得到的控制域形状突变处的面元切向速度精度比较低。此外,本文的时域二阶结果非常稳定。说明MTF和IFBC可以有效地用于时域二阶问题的数值模拟,在人工边界上达到无反射的效果。6.本文还讨论了二阶自由面条件和物面条件齐次与非齐次对二阶结果的影响,得到了一些有指导意义的结论。对于辐射问题,二阶速度势产生的力主要是由非线性的物面条件引起,而非线性的自由面条件对这部分力的贡献非常小,但它对总的二阶力影响比较大。对于绕射问题,正好与辐射问题的结论相反,这里二阶速度势产生的力主要是由非线性的自由面条件引起,而二阶物面条件对这部分力的贡献随着频率的增加逐渐减小,同时,此处的二阶物面条件对总的二阶力幅值影响也比较大。7.本文最后对受不规则激励运动半潜柱体的二阶辐射问题以及其在无限水深情况下二阶不规则波绕射问题进行了研究,得到的数值结果稳定性非常高,说明本文方法可以有效用于非线性不规则波问题的时域数值模拟。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2009-07-01）
刘日明[5]（2009）在《基于B样条面元法的浮体二阶水动力计算》一文中研究指出海洋结构物的二阶波浪力计算一直是在海洋工程技术研究领域的一个重要内容。本文基于B样条高阶面元法,对浮体的一阶、二阶水动力计算进行了研究,给出了一种有限水深格林函数的改进算法,并将对称性的应用引入到基于B样条面元法的二阶水动力计算中来提高计算效率。对B样条面元的相关几何计算和B样条面元的生成方法进行了简单介绍,并给出了一种适用于任意叁维浮体的基于PCL语言的浮体湿表面B样条面元生成方法。根据叁维频域线性理论,对基于B样条面元法的无航速浮体的水动力系数波浪激励力计算,不规则频率消除,运动响应求解,剖面载荷计算以及压力加载进行了研究,针对压力加载问题给出了一种基于最小二乘法的任意点的参数值反算方法,解决了一些采用B样条面元法波浪载荷计算时的基本问题。为了考虑水深对水动力,尤其是二阶水动力的影响,本文提出了一种有限水深格林函数的改进高斯拉盖尔算法,这种方法对传统的高斯拉盖尔算法进行了两点改进,不仅提高了被积函数的收敛性,而且解决了传统方法高斯拉盖尔算法在频率较高时计算失真的现象,此外,本文将有限水深格林函数场点源点对称性引入到计算中,大大提高了计算精度和计算效率。基于二阶频域理论,对基于B样条面元法的浮体二阶绕射力求解进行了研究。对物面非齐次项、近场自由面非齐次项和远场自由面非齐次项的计算进行了讨论。给出了一种速度势对直角坐标二阶偏导数的隐式计算公式,并验证了龙贝格积分和高斯拉盖尔积分相结合的方法用于计算叁重亨格尔函数积分的有效性。为了提高计算效率,介绍了对称性在B样条面元法中的应用。首先分析了格林函数的场点源点对称性和几何对称性,并由此入手,对对称性在速度势求解矩阵中的应用进行了分析。基于任何一函数均可写成一对称函数和反对称函数的思想,给出了物面一阶速度势的一阶和二阶偏导数以及自由面速度势一阶偏导数的对称性分解,进一步的得到了物面强迫项和自由面强迫项对称性分解,从而将对称性引入到二阶速度势求解中,使二阶速度势求解的计算量大大降低。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2009-05-01）
段文洋,贺五洲[6]（1996）在《有限水深二维绕射问题的二阶速度势和水动力》一文中研究指出本文给出有限水深二维物体二阶绕射势在外域中的解析表达式，从而准确满足二阶绕射势的辐射条件。二阶绕射势在内域自由表面上的边界条件则由一阶势的数值微分求得。然后对内域用简单Ｇｒｅｅｎ函数法求得二阶绕射势。本文对二维浮体和潜体在不同水深和潜深情况下的绕射问题进行了计算，求得了二阶绕射势和二阶定常及倍频波浪力。讨论了水深和潜深对波浪力的影响以及二阶绕射势对非线性波浪力的贡献(本文来源于《海洋工程》期刊1996年03期）
毕家驹,宁风[7]（1993）在《大直径多圆柱体近海结构上的二阶辐射水动力》一文中研究指出本文提出了一种解析方法,用来研究由海底地面运动激励引起的大直径双圆柱体上的二阶辐射水动力问题。文中分析了激励频率和柱距等因素对二阶水动力的影响,将二阶水动力的各组成部分做了比较,还将二阶水动力与一阶水动力作了对比,并由此得出了有意义的结论。(本文来源于《水动力学研究与进展(A辑)》期刊1993年03期）
杨松林,王太舒[8]（1989）在《直水道中叁维二阶水动力的解法》一文中研究指出本文将简单Creen函数方法用于矩形横截面直水道中叁维二阶辐射问题的求解。在直水道中物体前后取两控制面,分流场为内外场,写出了外场一阶和二阶辐射速度势的解析表达式,提出了在内场仍用Green公式的简单Gieen函数方法求解内场一、二阶辐射速度势,进而求得水动力的方法。(本文来源于《镇江船舶学院学报》期刊1989年03期）
贺五洲,戴遗山[9]（1987）在《有限水深二维辐射问题的二阶速度势和水动力》一文中研究指出本文将简单 Green 函数法推广到有限水深二维辐射问题的二阶速度势和水动力计算。在求得一阶势以后,可以写出二阶势在外部域中的解析形式,从而准确给出二阶势的辐射面条件。二阶势在内部域其它周界上的边界条件则由一阶势的数值微分求得。象求解一阶势一样,仍用简单函数 lnr 作为 Green 函数,对内部域利用 Green 公式求解二阶势。本文给出半圆在深水和浅水两种不同水域表面振荡时的二阶势和二阶力计算结果。(本文来源于《中国造船》期刊1987年02期）
二阶水动力力论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
由于海洋浮式结构物的工作环境及自身特点,波浪对结构物的二阶波浪力是不可忽视的。发展一种有效的研究二阶问题的数值方法显得尤为重要。针对传统常值边界元方法计算非光滑边界处的流体质点切向诱导速度误差极大,导致浮体水动力分析存在较大误差,甚至导致时域模拟结果发散。此外,传统高阶元方法在处理角点奇异性和计算角点高阶导数存在较大困难,而其他一些已存在的数值方法则都避免了高阶导数的直接求解的问题。本文创造性提出了泰勒展开边界元法,并利用该方法对浮体二阶波浪载荷问题进行研究。本文提出的泰勒展开边界元方法,是基于格林第叁公式形成的边界积分方程进行数值离散求解的方法。对于叁维问题,将浮体湿表面离散为若干四边形或叁角形单元,在每一单元上,取单元节点坐标均值为中心,在面元中点对偶极强度作泰勒展开并保留一阶或二阶导数项,对源强作泰勒展开只保留一阶导数项。并引入场点的切向一阶、二阶及混合偏导数来封闭方程组,从而构成了关于偶极强度、偶强的一阶、二阶和混合偏导数,源强的一阶偏导数为未知数,源强为已知变量的线性代数方程组。其中偶强切向一阶、二阶和混合偏导数及源强的一阶偏导数的影响系数包含主值(归一化后为正/负二分之一)。上述操作方法产生的利用边界单元求解边界积分方程数值解的方法称为泰勒展开边界元方法。精确求解流体质点速度势的一阶及二阶导数,为无航速二阶扰动速度势求解及有航速船舶波浪增阻计算奠定了基础。本文首先利用频域一阶泰勒展开边界元法将速度势从水线附近网格中点诱导至水线中点,改进了水线积分计算精度。提高了近场积分公式对平均漂移力的计算精度。基于时域Rankine源方法对无航速边值问题求解时,辐射条件采用多次透射公式和阻尼区的复合人工边界条件作为消波条件。在计算有限水深圆柱强迫垂荡与纵荡运动问题及直插水底圆柱绕射问题时,并没有出现波浪反射的现象。在自由面时域步进过程中采用积分格式的自由面条件。以圆柱为模型,对一阶、二阶波面升高,圆柱一阶波浪力,二阶倍频力(包括由一阶量引起部分的及由二阶速度势引起的部分)和平均漂移力及圆柱物面与自由面交界面处速度场进行计算。计算结果与已有的半解析公式比较,结果吻合较好。在相同未知数下,泰勒展开边界元方法的精度比常值面元法精度高。与高阶元方法相比可得到相同精度的二阶波浪载荷。研究表明对于低速肥大型船舶,考虑定常流对非定常流动的影响是必要的。本文以直插水底圆柱为例,计算结果表明二阶泰勒展开边界元方法求解mj项的计算精度较好。克服了高阶元方法需通过斯托克斯公式将二阶导数项积分转化为一阶导数项的积分及水线积分或需在非惯性坐标系下进行求解进而避免涉及二阶导数的问题。随着节能减排口号的提出,船舶波浪增阻研究已成为船舶水动力学的研究重点。本文选取了典型的数学船模wigleyⅢ、KVLCC2及57000吨散货船利用二阶泰勒展开边界元在Rankine方法基础上进行数值研究。主要包括船舶在迎浪状态下,波长船长比在0.3-2.0间的船舶垂荡与纵摇运动及波浪增阻计算研究。以及对自由面截断区域的选取,时间步长,阻尼区形式,阻尼强度,滤波强度等参数对船模波浪增阻结果影响的研究。结果表明,基于泰勒展开边界元方法的数值结果与试验值吻合较好。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
二阶水动力力论文参考文献
[1].彭春江,胡燕平,程军圣,沈意平.海上浮式风电机半潜式平台二阶水动力计算与响应特性分析[J].中国机械工程.2016
[2].陈纪康.基于泰勒展开边界元法的水波与浮体二阶水动力问题数值模拟[D].哈尔滨工程大学.2015
[3].徐刚,段文洋.半潜柱体垂荡运动二阶水动力分析[J].哈尔滨工程大学学报.2010
[4].徐刚.不规则波中浮体二阶水动力时域数值模拟[D].哈尔滨工程大学.2009
[5].刘日明.基于B样条面元法的浮体二阶水动力计算[D].哈尔滨工程大学.2009
[6].段文洋,贺五洲.有限水深二维绕射问题的二阶速度势和水动力[J].海洋工程.1996
[7].毕家驹,宁风.大直径多圆柱体近海结构上的二阶辐射水动力[J].水动力学研究与进展(A辑).1993
[8].杨松林,王太舒.直水道中叁维二阶水动力的解法[J].镇江船舶学院学报.1989
[9].贺五洲,戴遗山.有限水深二维辐射问题的二阶速度势和水动力[J].中国造船.1987