一、THE GENERATION OF CNOIDAL WAVE IN A WAVE FLUME（论文文献综述）
夏云峰,成泽霖,徐福敏,徐华,张帆一[1]（2021）在《波浪作用下的床面切应力研究进展》文中研究指明波浪作用下的床面切应力是估算近岸泥沙起动、输移的重要基本参数之一,其形成的底部摩阻效应也会对近岸水动力环境产生影响。由于现场观测较为困难,对波浪边界层与波浪作用下床面切应力的认识主要建立在室内试验观测基础上。回顾国内外相关理论模型和试验测量研究,梳理各类研究方法与测量技术的优缺点及适用条件;整理20世纪70年代至今的大量试验资料,对已有研究成果进行归纳分析,包括波浪非线性、波浪破碎等因素对床面切应力的影响;总结现有研究存在的局限性,提出今后的研究重点。超大型水槽是未来突破波浪边界层理论研究瓶颈的重要设施;高适应性水下二维切应力传感器的发展是复杂动力条件下床面切应力研究取得突破的关键。
潘建旭[2]（2021）在《防蒸发浮球在规则波作用下的运动响应分析》文中进行了进一步梳理防蒸发浮球处于水环境中受到波浪的作用,在不同大小的波浪力作用下浮球因自身稳定性差容易发生不规则的运动,将润湿部分的表面暴露在自然环境中,使其蒸发抑制率严重降低。针对这一问题,利用计算仿真工具软件Flow-3D,建立波浪水槽数值模型,首先验证水槽数值模型中规则波的产生及其传播过程,证明模型的有效性;其次模拟了在不同波高和周期波浪下防蒸发浮球的运动,同时讨论了不同波高和周期对浮球运动速度及升沉位移的影响。研究结果表明:该模型能较好地模拟浮球在波浪中的运动过程,随着波高、周期等环境参数的增加,升沉位移也随之增加;波高增大浮体水平、竖直方向速度增大;周期增大浮体水平、竖直方向速度减少。
胡官清[3]（2021）在《极端海况下浮式风机运动响应的预报研究》文中进行了进一步梳理“30·60”碳达峰及碳中和承诺,为我国新能源跨越式发展吹响了号角。在明确的碳中和目标之下,海上浮式风电作为清洁能源的重要力量之一,其发展迎来了强确定性。本文将针对半潜型海上浮式风电发展中的重难点问题,利用数值手段,对海上浮式风电系统在风浪联合作用下的“气动力-水动力-系泊”全耦合分析、极端海况下浮式风机运动响应的准确预报方法及应用展开研究。首先,本文搭建了基于Wave Forcing消波方法的波浪数值水槽,并对其造波精度进行了验证,为准确求解海浪作用在浮式半潜平台上的水动力载荷打下基础。在对小幅规则波和不规则波的数值模拟研究中发现,运用Wave Forcing消波方法可以大幅减少网格数量,提高计算效率;但是,流域的网格划分、时间步长选取对于造波精度影响较大。此外,运用波高修正的方法对规则波和不规则波进行二次模拟,可以较好的弥补数值耗散引起的波高衰减问题,从而在一定程度上提高造波精度。接着,以OC4 Deep Cwind半潜风电平台和NREL 5MW风机为研究对象,搭建了风机气动性能、平台水动力性能、系泊锚链性能验证模型及海上浮式风机“气动力-水动力-系泊”全耦合数值模型,并对各部分载荷计算的准确性进行了逐步验证,之后运用所搭建的全耦合模型,开展了浮式风机在工作海况和极端海况下运动响应的实例研究。研究结果表明,在垂荡和纵摇两个自由度上,本文所搭建的海上浮式风机“气动力-水动力-系泊”全耦合模型与NREL开发的FAST水平轴风机计算程序结果基本吻合良好。最后,本文介绍了两种具有不同形式阻尼板的新型半潜风电平台——独立式阻尼板平台Wind Float和一体式阻尼板平台Hexa Semi,并运用静水自由衰减、极端海况下浮式风机运动响应预报和时、频域分析的方法,研究了阻尼板对于两种新型半潜风电平台水动力性能的影响。通过研究发现,一体式阻尼板平台Hexa Semi在垂荡静水自由衰减中衰减速度快且幅度大,其原因在于较大的泄涡周长有助于其在运动过程中向周围流体快速释放能量。此外,新型一体式Hexa Semi平台可显着控制横荡运动,这也为工程实践和未来海上浮式风电的发展提供了一定参考。
张洪艳[4]（2021）在《植被与人工沙坝对砂质海岸剖面演化影响的研究》文中研究说明世界上很多国家的海岸都面临着被侵蚀的困扰,尤其是遭受风暴潮等极端灾害天气频繁的地区,海岸侵蚀现象尤为常见。因此,保护海岸减少海岸侵蚀多年来一直都是各国的研究重点。近年来,植被与人工沙坝成为保护沙质海岸有效的生物防御措施,加强植被与人工沙坝对砂质海岸演化影响的相关研究是保护海岸和减少海岸侵蚀的关键。本文主要包括两部分内容,第一部分是植被对波高衰减和海岸演化影响的数值模拟研究,第二部分是人工沙坝对波浪传播变形以及海岸剖面演化影响的物理模型实验研究。首先介绍了植被与人工沙坝的研究背景及意义,植被对波浪的衰减作用以及人工沙坝对砂质海岸演化影响的研究进展,并对XBeach模型进行了简要介绍,其次使用XBeach模型对两组物理模型实验中植被对波高的衰减作用进行了验证,然后对其中一组实验使用XBeach泥沙输运模式对海岸的演化进行了验证,证明了两组模型的有效性。在验证的基础上,通过数值模拟对植被的拖曳力系数、分布密度、高度、直径对波高的衰减作用以及对海岸演化的影响作用进行了进一步的分析。最后通过物理模型实验的方式开展了人工沙坝对海岸的侵蚀与防护效果的研究,通过设计人工沙坝的不同特性包括沙坝的离岸距离、顶部高程以及填砂中值粒径来分析沙坝对海岸演化的影响。通过对物理模型的实验数据进行处理分析,得到沙坝的各种特性对波浪传播变形以及岸滩剖面演化的影响。
加攀星[5]（2021）在《波浪作用下开孔双壁钢围堰波浪力研究》文中研究表明随着我国近海岸工程和道路工程的快速发展,越来越多的近海岸跨海大桥得到兴建。由于海洋环境极为复杂,使得围堰的设计和施工面临着挑战,准确计算作用在桥梁围堰的力和力矩已成为桥梁建设中急需解决的关键问题,关系到后续下部结构施工的安全性和可靠性。跨海大桥钢围堰大多采用圆形、矩形、圆端形等截面形式,也有一些工程采用哑铃形截面。对大尺度圆形柱体在海洋中所受波浪力,《海港水文规范》给出了计算方法,而对于外壁开孔围堰所受波浪力的计算则没有任何说明,因此研究各外壁开孔围堰在波浪参数下的消波机理是非常有意义的。本文以波浪荷载作用下的圆形、圆端形、矩形围堰为主要研究对象,主要内容有:（1）收集并整理实际工程资料,包括京沪高速铁路南京长江大桥的海洋环境资料和施工钢围堰的尺寸信息,重点介绍了波浪基本理论,利用理论公式、规范公式以及数值模拟求解大尺度圆形钢围堰在规则线性波作用下所受水平波浪力和力矩,三者进行偏差比较,通过对模型的修正,得到能够较准确反映围堰受力状态的波浪水槽,并验证了本文Fluent数值模拟方法的准确性。（2）建立了圆形、圆端形以及矩形的开孔与不开孔钢围堰的模型,计算开孔与不开孔两种钢围堰在不同参数（双壁间距、相对水深、波陡、直径）下的水平波浪力和力矩,引入折减系数的概念,绘制折减系数与各个因素的关系图,研究各个因素对开孔围堰消波性能的影响。（3）运用BP神经网络拟合出折减系数关于迎浪面宽度、开孔率、波陡、相对水深波浪参数下的关系式,取三组不同波浪参数验证了折减系数关系式的准确性。得出外壁开孔矩形钢围堰的计算关系式=0×（0由矩形规范公式计算、由折减系数公式计算）,对以后深入了解外壁开孔钢围堰的消波机理和波浪力计算具有重要的参考价值。
孙志伟[6]（2021）在《内孤立波在斜坡地形上传播的数值模拟及分析》文中认为伴随着经济的飞速发展,陆地资源日渐枯竭,海洋成为了油气资源开发的重中之重。南海海域蕴藏着丰富的油气资源,成为我国海洋油气开发的主要区域。在南海海域,由于地形复杂,水体层化特征明显,内孤立波普遍存在。内孤立波往往振幅较大,携带能量较强,持续时间久,传播过程中会诱发突发性强流,严重时会导致钻井平台的大幅运动,因此对于海洋工程结构存在巨大威胁。本文研究内孤立波在斜坡地形上传播过程中的变形及流场变化情况,可对海洋平台、油气管道的结构设计及布置等提供重要参考,具有较强的工程应用价值。本文基于N-S方程及Kd V系列内孤立波理论模型,采用速度入口造波法,人工阻尼加数值耗散消波方法,VOF方法捕捉内界面,通过对商业软件STAR-CCM+的二次开发构建了两层流体内孤立波数值水槽。对速度入口造波法的三种速度入口给定方法进行了对比研究,结果发现:相比于仅给定分层流体速度,或指定流体速度并监测边界水位两种方法,在入口指定两层流体速度的同时,以体积分数形式给出边界水位的方法模拟的实测波形与理论波形更加吻合,振幅更接近目标振幅,受内孤立波理论极限振幅的限制较小,可应用的振幅范围更广。基于这一速度入口方法,通过对数值实验结果函数拟合实现了造波振幅可控。利用建立的数值水槽,选取了无地形、直角台阶地形、斜坡台阶地形三种情况进行数值模拟对比,验证了本文建立的数值水槽对于研究内孤立波与地形作用问题的准确性及适用性。建立实尺度大振幅内孤立波数值水槽,模拟了无地形时内孤立波的传播,分析了内孤立波的流场结构。对比了不同振幅下实测波形与各类理论波形的吻合情况,确定了各类内孤立波理论模型的适用振幅范围。采用南海流花海域实际观测的内孤立波参数,研究了内孤立波在不同坡度的斜坡上传播时的波面及流场特性。结果表明:内孤立波在斜坡上传播过程中,前半波形逐渐变缓而后半波形逐渐变陡,上层流体水平速度减小,下层流体水平流速增加。入射波振幅与斜坡下游下层水深之比小于0.5时,内孤立波不发生破碎,爬坡完成时出现上凸波峰,近底面水平流速达到最大,可达爬坡前速度的1.5～2.5倍。入射波振幅与斜坡下游下层水深之比大于0.5时,内孤立波在斜坡作用下发生破碎,坡度越大,破碎位置越早,破碎强度越大,流体混合掺混区域越大;在坡上破碎后近底面水平流速达到最大,可达与斜坡作用前的1.7～2.8倍。
李雪健[7]（2021）在《基于锚泊浮台的多浮子阵列化捕能特性研究》文中指出可再生能源开发是当今世界能源发展的一个重要的方向,可再生能源中波浪能分布广、能量密度大,又易于规模开发,南海则是我国波浪能资源的富集区,且分布了大量战略意义重大的岛屿。单个波浪能发电装置,加工成本很高,装置的安全可靠无法得到保障,而集成式供电平台作为一种可以搭载多种海洋仪器仪表的海上平台,既可以解决偏远岛屿的供电问题,又可以实现相关海域水文数据的实时远程监控。结合现有的海上锚泊浮台,搭载多个波浪能捕能单元,提高波浪能发电装置的可靠性,降低波浪能发电装置的运维成本,才可以真正地做到“就地取能,海能海用”。本文选择将波浪能发电装置与锚泊浮台相结合,将捕能浮子在锚泊浮台进行阵列布放,来达到对锚泊浮台以及偏远岛屿供电的目的,通过对浮子进行模拟仿真分析,探讨在南海海域对波浪能开发和利用的可行性。本文一共包括六章。第一章介绍了课题研究的背景和意义,通过波浪能转化装置、阵列式水动力研究以及阵列式发电效果等方面介绍了国内外对阵列式波浪能发电装置的研究现状。第二章对波浪运动进行理论分析,介绍了势流理论、线性波浪理论和非线性波浪理论等波浪理论,为三维数值波浪水槽的构建提供理论基础。第三章是三维数值波浪水槽的构建。基于NS方程,建立三维数值水槽,根据第二章的波浪理论选择适当的波浪模型,进行波浪模拟验证。在数值水槽中分别对垂荡浮子和俯仰浮子进行模拟仿真,并根据模拟仿真结果的流场分析,得出浮子阵列布放的最佳间距。第四章进行阵列浮子的模拟仿真分析。通过利用ANSYS-AQWA软件,进行单排多个浮子的频域和时域分析,分析幅值响应算子、附加阻尼、F-K力和附加质量随波浪频率变化的关系,以及浮子捕能效果与浮子布放位置的关系;最后进行多个浮子的不同形状的阵列布放,通过对比不同形状布放阵列浮子的捕能效果,选出最优的浮子布放方式。第五章针对基于锚泊浮台的阵列浮子式波浪能发电装置设计液压系统。为便于发电装置搭载于已有的锚泊浮台,设计一款方便搭载浮子的液压缸,有利于液压PTO的转换,并通过液压系统的设计提高波浪能转化的稳定性。最后一章对全文进行了总结,给出本文的主要创新点并提出展望。
杜一豪[8]（2021）在《不规则波作用下船舶运动响应特征的研究》文中研究指明波浪是船舶在海上航行时经受的主要外部载荷,直接影响船舶与海洋结构物在海上的航行状态和工作性能。长时间以来,人们采用规则波对船舶耐波性问题进行研究,但是船舶耐波性问题是动力学问题,将真实海况随机波浪简化为规则波的方法实际上是将具有一定频率分布的波浪谱简化为狄拉克函数谱,忽略了大量动力学影响。因此,需要使用不规则波理论来模拟,才能更为准确地描述出船舶在真实海况的运动响应情况。同时不规则波作用下船舶运动统计规律对预测实际船舶的耐波性至关重要。基于上述背景,针对船舶在不规则波作用下的运动响应问题,本文采用数值方法展开了研究。首先,本文采用势流理论和边界元方法,借助水动力软件Hydro Star对不规则波作用下Wigley型船升沉、横摇和纵摇运动响应进行了系统的模拟研究,采用统计学方法深入探讨了船舶不规则运动幅值和响应周期的分布规律,并通过傅里叶变换对船舶运动响应进行了频谱特征分析。结果表明,在不规则波作用下,船舶运动振幅呈现出不规则波运动的状态,其运动时历曲线的概率密度符合高斯分布。船舶横摇运动与升沉和纵摇运动的随机响应特征有显着差异。在升沉与纵摇方向,波浪谱峰频率远离自振频率,前三分之一大振幅运动对应周期离散性较小,基本稳定在波浪谱峰周期附近,但小振幅运动周期分布离散性较大,频谱分析指出船舶升沉与纵摇运动响应频谱在波浪谱峰频率附近出现明显峰值。而在横摇方向,波浪谱峰频率与自振频率相耦合,不同振幅的横摇运动响应周期均稳定在自振周期附近,且周期离散性较小,频谱分析也表明横摇运动响应频谱主要集中于船舶运动自振频率附近。进一步考虑流体粘性和波浪非线性的影响,基于Navier-Stokes方程,使用有限体积法和VOF方法,在开源平台Open FOAM中构建了数值波浪水槽,采用线性波浪叠加的方法模拟得到了较为精确的JONSWAP谱和白噪声谱的不规则波浪。在三维波浪水槽中施加生成的不规则波浪激励,对船舶升沉和纵摇运动进行了模拟,同样采用统计学方法对粘性流中船舶时域运动响应特征进行了统计分析。计算结果表明,升沉和纵摇运动仍具有的大振幅运动周期差别较小、小振幅运动周期离散性大的结论,势流模型计算结果与上述结果相一致,说明其能够对不规则波作用下船舶运动的一般规律进行预测。进一步对势流结果与粘性流结果的船舶运动的有义振幅和运动响应频谱进行对比,发现势流方法预测的运动振幅大于粘性结果,而且响应周期具有更大的离散性,说明不规则波作用下的流体粘性不仅会影响船舶运动振幅,还会对运动周期产生影响。
王伟[9]（2021）在《畸形波对海洋工程结构物砰击作用的数值研究》文中认为畸形波作为一种强非线性波浪,对海洋工程结构物的危害极大。由于近几十年来,畸形波引起的海上事故越来越多,其受到的关注度也越来越高。目前,国内外学者已对畸形波的生成机理、生成模型以及其与简单结构物相互作用等方面做了大量的工作,本文在已有的研究进展上,进一步研究其对三维平板的砰击作用以及对船舶的砰击作用。本文首先建立了波浪数值水槽,并成功实现了线性规则波、五阶Stokes波和畸形波的模拟。在实现波浪数值模拟的基础上,建立了波浪对结构物砰击作用的数值模型,并通过重现波浪与平板的砰击作用试验完成了数值模型的验证工作。在此基础上,研究分析了畸形波和五阶Stokes波对平板底部的砰击载荷随气隙高度、板长和波峰高度的变化规律,以及畸形波对平板底部的砰击载荷随聚焦位置的变化规律。通过对数值结果进行分析,发现气隙高度对平板底部的砰击载荷影响较大,无论是在畸形波还是五阶Stokes波作用下,平板底部的最大砰击压力和最大砰击压强均随着气隙高度的增加而减小;而板长对两种波浪与平板的砰击作用影响不大,大部分工况的砰击压力时历曲线总体变化趋势基本一致;波峰高度对平板底部的砰击载荷影响较大,无论是在畸形波还是五阶Stokes波作用下,平板底部的最大砰击压力和最大砰击压强均随波峰高度的增加而增大,畸形波作用下,当波峰高度大于0.15m时,各工况下的砰击压力时历曲线存在明显的差异,砰击压力值和砰击历程时间均有明显的增加;畸形波的聚焦位置对平板底部的砰击载荷有一定的影响,当畸形波的聚焦位置距离平板后端有一定距离时,平板底部的砰击压力和砰击压强有明显的减小,当畸形波聚焦位置位于平板前端和后端位置处时,砰击压力的最大负压值明显大于其他工况。在所有计算的工况中,畸形波对平板底部的最大砰击压力和砰击压强均大于五阶Stokes波,最大砰击压强最高相差1.7倍,最大砰击压力最高相差1.5倍。最后计算了畸形波和五阶Stokes波对船舶的砰击作用。通过对数值结果进行分析,得到以下结论:五阶Stokes波对固定船舶的砰击载荷和砰击历程时间均大于浮式船舶;基于一阶Peregrine呼吸子解模型的畸形波对浮式船舶的砰击载荷和砰击历程时间均大于固定船舶;无论是对固定船舶还是浮式船舶,畸形波对船舶的最大砰击载荷值和砰击历程时间均大于五阶Stokes波,在砰击载荷值相差最大的测点处,畸形波引起的砰击载荷达到五阶Stokes波的2.03倍,在两者与浮式船舶的砰击过程中,畸形波引起的运动响应值也大于五阶Stokes波。由此可见,畸形波对船舶的威胁比五阶Stokes波更大。
王家伟[10]（2021）在《基于图像识别的波面测量及空间特性研究》文中研究说明在波浪试验中,波浪要素观测是一项重要的研究内容。其中波高的测量是波浪要素里最基础的一项。本文主要研究对象为实验室内的波浪水槽,并将该测量测量系统在大规格波浪水槽进行适配,提出基于图像识别的波面测量方法。本文主要的研究内容如下:首先本文从波浪观测中常用的波高测量方法及应用场景、测量精度及量程、稳定性等方面进行分析,并介绍基于图像识别的测量方法在波浪测量领域的应用,总结出图像识别在波浪测量中相对传统测量仪器特有的优势,提出一种新的实验室波面测量方法——基于图像识别的波面测量方法。其次,介绍图像识别测量波面的原理:俯视拍摄波浪水槽壁面及波浪表面,通过摄像机获取连续波面图像,利用阈值分割提取波面水位值计算波高值。利用这一基本原理及依据波浪测量的要求:进行图像畸变校正、图像感兴趣区域设定、图像灰度处理、图像滤波与增强、图像二值化、图像形态学处理进行波面像素坐标提取,通过图像标定关系将像素值转化为水位值,利用上跨零点法计算得到波高、周期波浪要素。进而介绍图像识别测量波高系统,针对大比尺波浪水槽波浪测量要求,选取测量系统中布置的摄像机参数、喷涂波浪水槽壁上标尺,采集视频数据等。最后,通过人工读数建立标准波高对照组及电容式波高传感器所测数据与图像识别波高测量结果进行对比,得出结论,图像识别波高测量方法测量精度较好,满足波浪试验中波浪的测量要求。再次,利用波浪识别结果对波浪非线性特征量从空间域及时间域上分析,统计了规则波工况下,各自波高在空间域及时间域上的分布的不对称度、峰度、偏度,并通过数据统计结果表明:在空间域及时间域上二者非线性特征量变化趋势保持一致,在数值上空间域的峰度及不对称度均大于时间域上的计算值,而空间域上的偏度计算值要小于其在时间域的计算值。在周期相同,波高不同的条件下,三个特征量均有随波高增大而增大的趋势。在波高相同,周期不同的条件下,偏度随着周期的增大而减小,不对称度和峰度随着周期的增大而增大,该结论对今后的波浪形态研究具有一定参考意义。并运用空间波面的测量结果,对规则波及不规则波进行波浪入反射分离,对工程试验中的波浪分离具有很高的应用价值。最后,对图像测量波高的方法进行总结,分析产生测量误差的原因,提出优化的方向,对该测量系统适用场景进行分析。
二、THE GENERATION OF CNOIDAL WAVE IN A WAVE FLUME（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、THE GENERATION OF CNOIDAL WAVE IN A WAVE FLUME（论文提纲范文）
（1）波浪作用下的床面切应力研究进展（论文提纲范文）
| 1 理论模型与数值模拟研究 |
| 2 试验测量研究 |
| 2.1 试验装置 |
| 2.2 床面切应力测量 |
| 2.2.1 对数拟合法 |
| 2.2.2 动量积分法 |
| 2.2.3 雷诺应力法 |
| 2.2.4 应力板方法 |
| 2.2.5 热膜式传感器 |
| 2.2.6 其他新型测量仪器 |
| 3 现有研究成果 |
| 3.1 波浪摩阻系数 |
| 3.1.1 层流与光滑紊流波浪边界层 |
| 3.1.2 粗糙紊流波浪边界层 |
| 3.1.3 过渡段界限 |
| 3.2 紊动对床面切应力的影响 |
| 3.3 波浪非线性对床面切应力的影响 |
| 3.4 波浪破碎对床面切应力的影响 |
| 4 结论与展望 |
（2）防蒸发浮球在规则波作用下的运动响应分析（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 数值模型 |
| 2.1 数值方法 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.3 边界条件及初始条件 |
| 2.4 模型网格划分 |
| 2.5 模型计算 |
| 2.6 模型参数及验证 |
| 3 模型计算结果分析 |
| 3.1 数值模型及工况 |
| 3.2 波高对浮球运动的影响 |
| 3.2.1 浮球水平及竖直方向速度变化 |
| 3.2.2 浮球升沉位移变化 |
| 3.3 周期对浮球运动的影响 |
| 3.3.1 浮球水平及竖直方向速度变化 |
| 3.3.2 浮球竖直方向升沉位移变化 |
| 3.4 浮球水平速度与竖直速度的关系 |
| 4 结语 |
（3）极端海况下浮式风机运动响应的预报研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 海上浮式风电半潜平台研究进展 |
| 1.2.2 不规则波数值模拟研究进展 |
| 1.2.3 浮式风机“气动-水动力-系泊”全耦合数值模拟研究进展 |
| 1.3 本文主要工作内容 |
| 2 浮式风电系统耦合动力分析基本理论 |
| 2.1 气动载荷分析理论 |
| 2.1.1 二维翼型理论 |
| 2.1.2 理想风机(一维)动量理论 |
| 2.1.3 叶素动量理论(BEM) |
| 2.1.4 广义动态尾迹理论(GDW) |
| 2.1.5 风机载荷 |
| 2.2 水动力载荷分析理论 |
| 2.2.1 Morison方程 |
| 2.2.2 势流理论 |
| 2.3 系泊系统载荷分析理论 |
| 2.3.1 悬链线理论 |
| 2.3.2 准静态法 |
| 2.3.3 集中质量法 |
| 2.4 全耦合时域运动方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于Wave Forcing消波方法的波浪数值模拟 |
| 3.1 波浪理论 |
| 3.1.1 微幅波理论 |
| 3.1.2 有限振幅斯托克斯波理论 |
| 3.1.3 不规则波的理论基础 |
| 3.1.4 海浪谱及时、频域分析方法 |
| 3.2 基于Wave Forcing消波方法的数值波浪水槽搭建 |
| 3.2.1 基本控制方程 |
| 3.2.2 湍流模型 |
| 3.2.3 自由液面处理—VOF法 |
| 3.2.4 Wave Forcing消波方法 |
| 3.3 规则波的数值模拟 |
| 3.3.1 规则波数值水槽构建 |
| 3.3.2 波高修正及收敛性分析 |
| 3.3.3 规则波验证总结 |
| 3.4 不规则波的数值模拟 |
| 3.4.1 不规则波数值水槽构建 |
| 3.4.2 频谱修正及收敛性分析 |
| 3.4.3 不规则波验证总结 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 浮式风机“气动-水动-系泊”全耦合数值模型搭建 |
| 4.1 风机气动性能分析与验证 |
| 4.1.1 NREL5MW风机叶片三维建模 |
| 4.1.2 风机气动性能分析数值模型及验证 |
| 4.2 平台水动力性能分析与验证 |
| 4.2.1 Deep Cwind风电半潜平台三维建模 |
| 4.2.2 平台水动力性能分析数值模型及验证 |
| 4.3 系泊锚链性能分析与验证 |
| 4.3.1 系泊锚链参数配置 |
| 4.3.2 系泊锚链性能分析与验证 |
| 4.4 浮式风机“气动-水动-系泊”全耦合分析与对比研究 |
| 4.4.1 工作海况下浮式风机运动响应的对比研究 |
| 4.4.2 极端海况下浮式风机运动响应的对比研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 新型半潜风电平台在极端海况下运动响应预报研究中的应用 |
| 5.1 Wind Float和 Hexa Semi半潜风电平台模型介绍 |
| 5.2 Wind Float和 Hexa Semi半潜风电平台静水自由衰减运动比较 |
| 5.3 极端海况下不规则波设计 |
| 5.4 两种半潜风电平台在极端海况下运动响应预报比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）植被与人工沙坝对砂质海岸剖面演化影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 植被与人工沙坝研究背景和意义 |
| 1.2 植被对波浪的衰减作用研究进展 |
| 1.3 人工沙坝对砂质海岸演化影响的研究进展 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 模型介绍 |
| 2.1 短波作用平衡方程 |
| 2.2 水滚能量平衡方程 |
| 2.3 非线性浅水方程 |
| 2.4 植被阻尼方程 |
| 2.5 泥沙运输模型 |
| 2.6 底床更新模型 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 XBeach物理模型实验验证 |
| 3.1 对Lovas和 Torum实验波高衰减和剖面演化验证 |
| 3.2 对Ozeren实验波高衰减验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 植被特性对波高衰减和海岸演化的分析 |
| 4.1 植被特性对波高衰减的影响分析 |
| 4.1.1 植被拖曳力系数对波高衰减的影响 |
| 4.1.2 植被密度对波高衰减的影响 |
| 4.1.3 植被高度对波高衰减的影响 |
| 4.1.4 植被直径对波高衰减的影响 |
| 4.1.5 植被特性对波高衰减的统计分析 |
| 4.2 植被特性对海岸演化的影响分析 |
| 4.2.1 植被拖曳力系数对海岸演化的影响 |
| 4.2.2 植被密度对海岸演化的影响 |
| 4.2.3 植被高度对海岸演化的影响 |
| 4.2.4 植被直径对海岸演化的影响 |
| 4.2.5 植被斑块分布位置对海岸演化的影响 |
| 4.2.6 植被特性对海岸演化的统计分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 人工沙坝物理模型实验 |
| 5.1 人工沙坝物理模型实验介绍 |
| 5.1.1 人工沙坝模型设计 |
| 5.1.2 实验设备布置 |
| 5.1.3 实验过程 |
| 5.2 实验后处理方法 |
| 5.2.1 人工沙坝物理模型实验结果分析 |
| 5.2.2 人工沙坝对波浪传播变形的影响 |
| 5.2.3 人工沙坝对岸滩剖面演化的研究 |
| 5.2.4 沙坝特征参数对岸滩剖面演化的研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）波浪作用下开孔双壁钢围堰波浪力研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 波浪理论的发展 |
| 1.2.2 数值模拟研究方面 |
| 1.3 研究的主要内容和技术路线 |
| 第2章 波浪的基本理论 |
| 2.1 势波理论 |
| 2.2 常深度小振幅波理论 |
| 2.3 Stokes波理论 |
| 2.4 本章小节 |
| 第3章 大尺度圆形钢围堰仿真及验算 |
| 3.1 圆形钢围堰所受波浪力 |
| 3.1.1 计算参数的确定 |
| 3.1.2 波浪力理论值计算 |
| 3.1.3 波浪力规范值计算 |
| 3.2 波浪力的数值模拟 |
| 3.3 本章小节 |
| 第4章 波浪参数对外壁开孔钢围堰的影响 |
| 4.1 折减系数的定义 |
| 4.2 波浪参数对外壁开孔圆形钢围堰的影响 |
| 4.2.1 双壁间距的影响 |
| 4.2.2 波陡的影响 |
| 4.2.3 直径的影响 |
| 4.2.4 相对水深的影响 |
| 4.3 波浪参数对外壁开孔圆端形钢围堰的影响 |
| 4.3.1 有限元模拟 |
| 4.3.2 不同参数下圆端形未开孔钢围堰所受水平波浪力和力矩 |
| 4.3.3 不同参数下圆端形开孔钢围堰所受水平波浪力和力矩 |
| 4.4 波浪参数对外壁开孔矩形钢围堰的影响 |
| 4.4.1 矩形钢围堰所受波浪力规范值计算 |
| 4.4.2 矩形钢围堰的数值模拟 |
| 4.4.3 各参数下的矩形外壁开孔钢围堰折减系数 |
| 4.5 BP神经网络拟合 |
| 4.6 本章小节 |
| 第5章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 附录2 矩形钢围堰在不同参数下的折减系数 |
（6）内孤立波在斜坡地形上传播的数值模拟及分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 内孤立波在地形上传播研究现状 |
| 1.2.1 理论研究现状 |
| 1.2.2 物理实验研究现状 |
| 1.2.3 数值研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 内孤立波数值水槽建立方法 |
| 2.1 流场控制方程和边界条件 |
| 2.2 数值造波方法 |
| 2.2.1 内孤立波理论模型 |
| 2.2.2 速度入口造波法的应用探究 |
| 2.3 数值消波方法 |
| 2.4 界面捕捉VOF方法 |
| 2.5 数值模拟工具STAR-CCM+的应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 内孤立波数值水槽的验证 |
| 3.1 实尺度内孤立波传播与理论解的对比验证 |
| 3.1.1 模型设置 |
| 3.1.2 网格无关性验证 |
| 3.1.3 内孤立波理论的适用性验证 |
| 3.1.4 造波可控性分析 |
| 3.1.5 内孤立波的传播特性分析 |
| 3.2 内孤立波传播与物理模型实验对比 |
| 3.2.1 模型设置 |
| 3.2.2 网格无关性验证 |
| 3.2.3 造波可控性分析 |
| 3.2.4 数值模拟结果与实验结果的对比 |
| 3.3 内孤立波在直角台阶地形上传播的对比验证 |
| 3.3.1 模型设置 |
| 3.3.2 网格无关性验证 |
| 3.3.3 数值模拟结果与实验结果的对比 |
| 3.4 内孤立波在梯形台阶地形上传播的对比验证 |
| 3.4.1 模型设置 |
| 3.4.2 网格无关性验证 |
| 3.4.3 数值结果与实验结果的对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 实尺度内孤立波在斜坡地形上的传播 |
| 4.1 工况设置 |
| 4.2 网格无关性验证 |
| 4.3 数值结果分析 |
| 4.3.1 波面及振幅的变化特征 |
| 4.3.2 流场的变化特征 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）基于锚泊浮台的多浮子阵列化捕能特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 波浪能利用技术概述 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 单浮子波浪能发电装置水动力研究 |
| 1.3.2 阵列式波浪能发电装置水动力研究 |
| 1.4 课题研究内容和意义 |
| 第2章 波浪理论分析 |
| 2.1 波浪运动基本方程 |
| 2.2 势流理论 |
| 2.3 线性波浪理论 |
| 2.4 非线性波浪理论 |
| 2.4.1 流函数波浪理论 |
| 2.4.2 椭圆余弦波 |
| 2.4.3 孤立波 |
| 2.4.4 斯托克斯波浪理论 |
| 2.5 作用在浮体上的波浪力 |
| 2.5.1 绕射理论 |
| 2.5.2 线性绕射波浪力 |
| 2.5.3 绕射系数 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 三维数值波浪水槽 |
| 3.1 波浪水槽 |
| 3.2 三维数值波浪水槽的构建 |
| 3.2.1 水槽模型 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.2.3 湍流模型选择 |
| 3.2.4 边界条件设置 |
| 3.2.5 波浪模型选择 |
| 3.3 波浪模拟验证 |
| 3.4 垂荡浮子模拟仿真 |
| 3.4.1 垂荡浮子建模 |
| 3.4.2 单个垂荡浮子网格划分 |
| 3.4.3 模拟仿真条件设置 |
| 3.4.4 单垂荡浮子模拟结果分析 |
| 3.5 俯仰浮子模拟仿真 |
| 3.5.1 俯仰浮子模拟的前处理 |
| 3.5.2 俯仰浮子模拟结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 阵列浮子模拟仿真 |
| 4.1 单排垂荡浮子模拟仿真 |
| 4.1.1 平行于波浪方向的多个浮子模拟 |
| 4.1.2 垂直于波浪方向的多个浮子模拟 |
| 4.2 不规则波下不同布放形状的多浮子模拟仿真 |
| 4.2.1 三角形排布多浮子仿真模拟 |
| 4.2.2 四边形排布多浮子仿真模拟 |
| 4.2.3 六边形排布多浮子仿真模拟 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 阵列式波浪能发电装置液压系统设计 |
| 5.1 波浪能发电装置液压系统 |
| 5.2 多筒液压缸设计 |
| 5.3 多浮子液压系统设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）不规则波作用下船舶运动响应特征的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 波浪与结构物作用的势流理论方法 |
| 1.2.2 粘性数值波浪水池的发展 |
| 1.2.3 不规则波作用下船舶运动响应的研究 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 2 波浪作用下船舶运动数值模型的基本原理与数值方法 |
| 2.1 控制方程与边界条件 |
| 2.2 速度势的分解和边界积分方程的建立 |
| 2.3 物体运动响应的计算 |
| 2.4 脉冲响应函数方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 不规则波作用下船舶运动响应的三维势流分析 |
| 3.1 数值模型及验证 |
| 3.1.1 计算船型和计算网格 |
| 3.1.2 网格无关性验证 |
| 3.1.3 可靠性验证 |
| 3.2 计算海况选取 |
| 3.3 计算结果分析 |
| 3.3.1 船舶运动响应基本特征 |
| 3.3.2 船舶运动历时曲线概率密度分析 |
| 3.3.3 船舶运动响应振幅和周期分布 |
| 3.3.4 不同谱峰频率下的船舶运动响应频谱分析 |
| 3.3.5 运动频谱的谱矩值及验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 数值水槽中船舶运动数值模型的基本原理和数值方法 |
| 4.1 控制方程 |
| 4.1.1 连续方程 |
| 4.1.2 动量守恒方程 |
| 4.2 自由液面捕捉方法 |
| 4.3 控制方程的离散 |
| 4.4 流场数值求解方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 不规则波中船舶运动响应的数值水槽研究 |
| 5.1 数值波浪水槽的构建与应用 |
| 5.1.1 数值波浪水槽的建立 |
| 5.1.2 网格划分和收敛性验证 |
| 5.2 计算模型及其验证 |
| 5.2.1 计算船型及计算域 |
| 5.2.2 计算网格生成 |
| 5.2.3 规则波作用下船舶运动响应分析 |
| 5.3 不规则波浪的模拟 |
| 5.3.1 线性波浪叠加法 |
| 5.3.2 JONSWAP谱的模拟与验证 |
| 5.3.3 白噪声谱的模拟与验证 |
| 5.4 船舶在不规则波中的运动响应 |
| 5.4.1 运动响应历程线 |
| 5.4.2 概率密度分析 |
| 5.4.3 振幅和周期分布 |
| 5.4.4 频谱分析结果 |
| 5.5 势流与粘性流结果对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）畸形波对海洋工程结构物砰击作用的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 畸形波研究现状 |
| 1.2.1 畸形波的定义 |
| 1.2.2 畸形波的生成机理 |
| 1.2.3 畸形波的生成模型 |
| 1.3 畸形波对结构物砰击问题研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 2 数值模拟基础理论 |
| 2.1 数值波浪水槽基础理论 |
| 2.1.1 基本控制方程 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.1.3 边界条件和初始条件 |
| 2.1.4 自由表面处理方法 |
| 2.1.5 数值离散及求解 |
| 2.1.6 造波和消波方法 |
| 2.2 本章小结 |
| 3 波浪的数值模拟 |
| 3.1 规则波的数值模拟 |
| 3.1.1 规则波的数学模型 |
| 3.1.2 规则波数值水槽的构建 |
| 3.1.3 计算结果验证 |
| 3.2 畸形波的数值模拟 |
| 3.2.1 畸形波的数学模型 |
| 3.2.2 畸形波数值水槽的构建 |
| 3.2.3 数值结果对比验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 畸形波和五阶Stokes波对平板砰击作用的数值模拟 |
| 4.1 波浪对三维平板砰击作用数值模型的建立与验证 |
| 4.2 波浪对三维刚性平板砰击载荷的影响因素分析 |
| 4.2.1 砰击载荷随气隙高度的变化规律 |
| 4.2.2 砰击载荷随板长的变化规律分析 |
| 4.2.3 砰击载荷随波峰高度的变化规律分析 |
| 4.2.4 砰击载荷随聚焦位置的变化规律分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 畸形波对船舶砰击作用的数值模拟 |
| 5.1 数值模型的建立 |
| 5.2 五阶Stokes波对船舶的砰击作用及运动响应分析 |
| 5.3 畸形波对船舶的砰击作用及运动响应分析 |
| 5.4 五阶Stokes波和畸形波对船舶砰击作用及运动响应对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）基于图像识别的波面测量及空间特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 课题的研究现状 |
| 1.2.1 图像识别在波浪观测上的应用现状 |
| 1.2.2 波浪测量方法的研究现状 |
| 1.3 课题的研究内容及各章节安排 |
| 第二章 波面图像识别算法 |
| 2.1 图像处理技术基本原理 |
| 2.2 图像畸变校正 |
| 2.2.1 相机坐标系的转换 |
| 2.2.2 图像平面标定 |
| 2.3 感兴趣区域设定 |
| 2.4 图像灰度化 |
| 2.5 图像增强与滤波 |
| 2.6 图像二值化 |
| 2.7 图像形态学处理 |
| 2.8 图像标定及水位提取 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 试验设计及数据分析 |
| 3.1 试验布置 |
| 3.2 测量系统的构成 |
| 3.2.1 摄像机选型 |
| 3.2.2 分辨率选取 |
| 3.2.3 视频帧率设置 |
| 3.2.4 相机焦距确定 |
| 3.2.5 相机稳定性功能 |
| 3.2.6 刻度尺喷涂 |
| 3.2.7 视频源采集及图片提取 |
| 3.2.8 程序编写环境 |
| 3.3 试验工况 |
| 3.4 误差评价指标 |
| 3.5 试验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 波浪空间特性研究 |
| 4.1 图像空间波面的建立 |
| 4.2 波浪非线性特征量 |
| 4.3 波浪入反射分离 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 图像测量系统误差及适用性分析 |
| 5.1 测量系统误差分析 |
| 5.1.1 外界环境 |
| 5.1.2 识别算法 |
| 5.2 图像识别测量系统适用性分析 |
| 5.3 测量系统的优化可能性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学位期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
四、THE GENERATION OF CNOIDAL WAVE IN A WAVE FLUME（论文参考文献）
- [1]波浪作用下的床面切应力研究进展[J]. 夏云峰,成泽霖,徐福敏,徐华,张帆一. 水科学进展, 2021
- [2]防蒸发浮球在规则波作用下的运动响应分析[J]. 潘建旭. 陕西水利, 2021(06)
- [3]极端海况下浮式风机运动响应的预报研究[D]. 胡官清. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]植被与人工沙坝对砂质海岸剖面演化影响的研究[D]. 张洪艳. 大连理工大学, 2021(01)
- [5]波浪作用下开孔双壁钢围堰波浪力研究[D]. 加攀星. 武汉科技大学, 2021(01)
- [6]内孤立波在斜坡地形上传播的数值模拟及分析[D]. 孙志伟. 大连理工大学, 2021(01)
- [7]基于锚泊浮台的多浮子阵列化捕能特性研究[D]. 李雪健. 山东大学, 2021(12)
- [8]不规则波作用下船舶运动响应特征的研究[D]. 杜一豪. 大连理工大学, 2021(01)
- [9]畸形波对海洋工程结构物砰击作用的数值研究[D]. 王伟. 大连理工大学, 2021(01)
- [10]基于图像识别的波面测量及空间特性研究[D]. 王家伟. 天津理工大学, 2021(08)
标签：数值模拟;