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        在非線運動計算防爆墻的機理

        發表時間:2021-02-21 18:05:57

          另外,在非線運動計算防爆墻、預測及其對機理的解釋等方面還存在不少理上的困難。然而可以預料,隨著工程上對船舶運動能預測的要求日益,將船舶在波浪上運動理研究的進步發展。同時。目前計算機工業的迅速發展和伴而來的新計算技術和方法的不斷涌現,為理研究向縱深發展開拓了現實的能和光明的前景。勢流理不管如何完善·它忽略了流體的黏。而方法直接離散求解方程,可以解決非定常問題,甚至和采用種耦合數值計算方法,將船體鄰域分成兩個相交的區域:考慮黏影響、求解方程的近船區域和遠場的勢流流動區域。目前,非線和黏是船舶在波浪上運動計算中引人注意的兩個領域波浪與物體相互作用的初邊值問題均勻、不可壓縮理想流體的無旋運動在波浪與船體相互作用的研究中,流體介質水在分況下都可認為是均勻、不可壓縮和無黏的理想流體。

          事實上,當我們研究船舶在波浪上的運動時,認為船的征尺度與波長λ是屬于同量級的,即λ;而且波幅遠小于征尺度即≤這時,黏影響和船體曲率劇變處的旋渦分離是次要的或局的,相對來說繞射影響較為突出另外,在有實際工程意義的時空尺度上,水密度的變和可壓縮的變通常是微不足道的因此,均勻、不可壓縮和無黏的理想流體的假定,就成為實際問題的個合理的簡和近似對理想流體的流動來說,如果防爆墻在起始時刻流動是無旋的,則在以所有的時刻流動都是無旋的。這樣,可進而認為船舶所處的流場的流動始終是無旋運動在這些前提下,船舶運動的流體動力問題就可以在勢流理的基礎上加以處理。正是這些理想的近似,使得船舶在波浪上的運動理得以建立和迅速發展。綜上所述,對于均勻、不可壓縮的理想流體的無旋運動,制約流動的基本方程即為拉普拉斯方程和拉格朗日積分式。前方程決定流場中速度分布,方程決定流場中壓力分布。

          通常在無面存在的況下,這兩個方程并不耦合。從而將原來求解歐拉方程與連續方程的耦合方程組的問題變成拉普拉斯方程的求解問題。容易看出,原先的控制方程指歐拉方程是非線的,而現在的控制方程是線的拉普拉斯方程。原本求解困難的歐拉方程也成積分的形式,雖然其中仍含有非線項·,但因該式立于拉普拉斯方程,故從解拉普拉斯方程本身來講,問題已簡。拉普拉斯方程作為橢圓型方程中簡單和典范的形式,防爆墻在數學上已有許多詳盡的研究,它的求解有許多很好的數學方法。顯然,只要求出場內速度勢ψ,根據拉格朗日積分式或就可求得整個流場包括船體面的壓力分布,從而確定船舶所受到的流體作用力,建立船舶運動的微分方程。需要說明,本章中使用,,系指空間固定坐標系中的坐標變量。在有面的船舶運動問題中,通常令空間固定坐標系的軸垂直向上,坐標平面與無擾動時的靜水面重合。


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