| 基于绕射理论的圆柱阵列波浪力曲线计算步长确定方法 | |
曾晓辉 ; 于法军; 孙哲; 史民
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| 2020-09-08 | |
| Rights Holder | 中国科学院力学研究所 ; 中国科学院大学 |
| Abstract | 本发明提供了一种基于绕射理论的圆柱阵列波浪力曲线计算步长确定方法，包括如下步骤：列出任意圆柱附近水波绕射的速度势，其中绕射系数由线性方程组确定；采用克莱姆法则求解该线性方程组得到目标方阵行列式；忽略该行列式模的平方表达式中随波数缓慢变化的量，得到目标表达式；对该表达式求一阶导数并令其等于零，得到超越方程后推导出非捕获区任意圆柱波浪力幅值曲线的波动间距表达式，根据所需精度除以相应的自然数，即可得到不同区域的计算步长。本发明阐明波浪力幅值曲线在非捕获区中波动间距不随无量纲波数的变化而改变，只与圆柱阵列中圆柱总数、标识圆柱位置的柱子编号和波浪入射角有关，同时可以在保证精度的前提下减少计算工作量。 |
| Application Date | 2018-07-17 |
| Application Number | CN201810784158.0 |
| Patent Number | CN109726422B |
| Claim | 1.基于绕射理论的圆柱阵列波浪力曲线计算步长确定方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤100，将波浪力幅值随无量纲波数变化形成的波浪力曲线中的多个高耸尖峰所在区域作为区域I，将高耸尖峰附近低于所述高耸尖峰且曲线波动间距随无量纲波数改变而变化的次级峰和谷所在区域作为区域II，将排除区域I和区域II后的波浪力曲线作为区域III； 步骤200，建立由排成一条直线的有限个相同坐底圆柱所组成的圆柱阵列的整体坐标系，列出坐底圆柱阵列水波绕射问题中任意圆柱附近的速度势表达式，速度势表达式中由线性方程组确定的未知系数称为绕射系数，由于绕射系数幅值随无量纲波数变化形成的绕射系数曲线与波浪力幅值随无量纲波数变化形成的波浪力曲线的波动特性和波动间距一致，因此对波浪力曲线的研究转化为对绕射系数曲线的研究；针对确定绕射系数的线性方程组采用克莱姆法则求解，用上述线性方程组右端列向量替换该线性方程组左端系数方阵相应的列然后得到目标方阵行列式； 步骤300，忽略高阶小量得到目标方阵行列式模的平方表达式；忽略平方表达式中随无量纲波数缓慢变化的慢变函数，得到与波动间距分析密切相关的目标表达式；对目标表达式求一阶导数，令该一阶导数为零，得到超越方程； 步骤400，利用超越方程分别推导波浪入射角等于零和不等于零时任意圆柱波浪力曲线在区域III中的波动间距表达式，然后根据该波动间距表达式计算出区域III中的最小波动间距，以该最小波动间距作为波浪力曲线在区域III中计算步长的上限，根据不同精度要求将最小波动间距除以相应的自然数作为区域III中计算步长的下限，从而得到区域III的计算步长； 步骤500，根据所需精度要求将区域III的最小波动间距除以相应精度要求对应的自然数，得到区域II中的计算步长；根据所需精度要求将区域III的最小波动间距除以相应精度要求对应的自然数，得到区域I中的计算步长。 |
| Language | 中文 |
| Classification | 发明授权 |
| Status | 有效 |
| Note | 授权 |
| Country | 中国 |
| Agency | 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) |
| Document Type | 专利 |
| Identifier | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/85480 |
| Collection | 流固耦合系统力学重点实验室 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 曾晓辉,于法军,孙哲,等. 基于绕射理论的圆柱阵列波浪力曲线计算步长确定方法. CN109726422B[P]. 2020-09-08. |
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| ZL201810784158.0基于绕射（949KB） | 专利 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Download | ||
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