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《天津大学》 2007年
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管节点附加水质量特性研究

王友  
【摘要】: 海洋中的建筑物受波浪等的冲击要发生振动,而这些振动会使建筑物或船体受到损害甚至摧毁。研究海洋建筑物在水中的振动是势在必行的,振动中结构的附加水质量在有的时候是不可忽略的,所以研究结构的附加水质量对研究结构的振动有非常重要的意义。 目前边界元方法仍然是研究流体与物体相互作用问题的最常用的方法,本文使用边界元方法计算流场。采用线性方法计算运动,并建立了三维边界元的数值模型,以解决工程中的实际问题。通过数值计算,证明了在一定条件下流体边界、构件长度及构件周围管节点对附加水质量均存在较大影响。本文以方形和圆形构件为例,分析了构件附加水质量受这些因素影响的变化规律。 论文中计算所用的数值模型采用高阶三维边界元方法,边界的几何形状和流场变量采用八节点的四边形单元,用三次形函数插值,这种单元不仅在单元内具有高阶的精度,同时又在单元之间具有很好的连续性。本文对单元内的数值积分进行了有效的处理以保证其具有较高精度。使用速度势连续性条件妥善处理了对数值解的稳定性有重要影响的自由表面和边壁交界处的边界条件。 通过数值计算得出附加水质量除受构件形状决定外,流体边界、构件长度和其周围的管节点对构件附加水质量均有很大的影响。本文给出了这些因素对附加水质量的影响范围。孤立柱体的计算主要考虑流体边界和构件长度对其附加水质量的影响规律。复杂构件的附加水质量的计算主要是以T形节点和TK形节点为例,计算其附加水质量的数值,并与孤立柱体相比较,得出一些基本的规律。计算是通过编制的边界元程序进行的,通过与以往结论的比较,其结果显示了良好的精确性和稳定性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU311

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