删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

基于高精度Boussinesq方程的三维浅水晃荡数值研究

本站小编 Free考研考试/2022-02-12

袁心怡, 苏焱(), 刘祖源
武汉理工大学 交通学院, 武汉 430063
收稿日期:2020-02-28出版日期:2021-05-28发布日期:2021-06-01
通讯作者:苏焱E-mail:suyan@whut.edu.cn
作者简介:袁心怡(1995-),男,湖北省荆州市人,硕士生,研究方向为液舱晃荡.
基金资助:国家自然科学基金资助项目(51609187)

Numerical Investigation of Three-Dimensional Shallow-Water Sloshing Based on High Accuracy Boussinesq Equations

YUAN Xinyi, SU Yan(), LIU Zuyuan
School of Transportation, Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China
Received:2020-02-28Online:2021-05-28Published:2021-06-01
Contact:SU Yan E-mail:suyan@whut.edu.cn






摘要/Abstract


摘要: 基于高精度速度势型布西内斯克(Boussinesq)方程对三维液舱内的浅水晃荡现象进行模拟.研究在势流理论框架下进行,总的速度势被分成了两个部分:一部分是在流域内满足拉普拉斯方程且在边界处满足不可穿透条件的特解,而另一部分将由Boussinesq模型求解.数值计算过程中,空间导数离散采用有限差分法,时间步进采用四阶龙格库塔法.首先将三维液舱的长宽比设置为远小于1以模拟二维液舱情况,并与文献的结果对比,验证了数值模型的有效性.三维工况中,各个外部激励频率下,观察到了4种不同的晃荡运动形式,同时在自由面上会观察到相应数量的行进波.此外,讨论了外部激励频率和耦合激励形式对于液舱内晃荡运动形式的影响.
关键词: 布西内斯克方程, 有限差分法, 势流理论, 晃荡, 浅水
Abstract: Highly accurate Boussinesq-type equations in terms of velocity potential are used for the simulation of shallow-water sloshing in a three-dimensional tank under the framework of the potential flow theory. The total velocity potential is separated into two parts: one part is a particular solution which satisfies the Laplace equation in the fluid domain and the no-flow condition on the walls while the other part is solved by the Boussinesq-type model. In the process of numerical calculation, the finite difference method is used for spatial derivative discretization and the 4th Runge-kutta method is used for time iteration. To verify the numerical model, the aspect ratio of the tank is set to be much less than 1 for simulation of 2D cases and is compared with the results published. In the 3D cases, four different sloshing motion forms are observed at each external excitation frequency, and a corresponding number of traveling waves are observed on the free surface. Moreover, the effects of external excitation frequency and coupling excitation on the sloshing motion in the tank are discussed.
Key words: Boussinesq equations, finite difference method, potential flow theory, sloshing, shallow-water


PDF全文下载地址:

点我下载PDF
相关话题/运动 武汉理工大学 空间 文献 计算

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 基于显式动力学的软式飞艇流固耦合计算框架
    张宇,王晓亮()上海交通大学 航空航天学院,上海 200240收稿日期:2019-12-04出版日期:2021-03-01发布日期:2021-04-02通讯作者:王晓亮E-mail:wangxiaoliang@sjtu.edu.cn作者简介:张宇(1996-),男,硕士生,湖北省天门市人,主要从事飞 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 基于相参累积预处理的空间谱估计方法
    余华兵1,郑恩明2,陈新华21.北京神州普惠科技股份有限公司,北京100085;2.中国科学院声学研究所,北京100190收稿日期:2019-11-18出版日期:2020-11-28发布日期:2020-12-04通讯作者:郑恩明,男,副研究员,电话(Tel.):010-82547953;E-mail ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • Ortho-SUV支架空间位姿建模与求解
    傅超,范佳程,王石刚,梁庆华上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240收稿日期:2019-01-08出版日期:2020-10-28发布日期:2020-11-09通讯作者:王石刚,男,教授,博士生导师,电话(Tel.):021-34204496;Email:wangshigang@sjtu.ed ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 计算周期序列k-错线性复杂度的混合遗传算法
    牛志华,苑璨,孔得宇上海大学计算机工程与科学学院,上海200444出版日期:2020-06-28发布日期:2020-07-03通讯作者:牛志华(1976-),女,山西省晋中市人,副教授,主要研究方向为序列密码.电话(Tel.):021-66135387;E-mail:zhniu@shu.edu.cn ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 基于零空间行为法的自主水下机器人避障策略
    庞师坤,梁晓锋,李英辉,易宏上海交通大学海洋智能装备与系统教育部重点实验室;海洋工程国家重点实验室,上海200240出版日期:2020-03-28发布日期:2020-04-09通讯作者:梁晓锋,男,副研究员,电话(Tel.):021-34207165;E-mail:liang_xiaofeng@sj ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 基于多重节点的结构动力学显式异步长并行计算方法
    马志强,楼云锋,李俊杰,金先龙上海交通大学机械与动力工程学院;机械系统与振动国家重点实验室,上海200240发布日期:2019-10-11通讯作者:金先龙,男,教授,博士生导师,E-mail:jxlong@sjtu.edu.cn.作者简介:马志强(1990-),男,安徽省蚌埠市人,博士生,研究方向为 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 基于HSV颜色空间的快速边缘提取算法
    王红雨,尹午荣,汪梁,胡江颢,乔文超上海交通大学仪器科学与工程系,上海200240出版日期:2019-07-28发布日期:2019-08-02作者简介:王红雨(1977-),男,山东省青岛市人,讲师,主要研究方向为微小型无人飞行器.电话(Tel.):13761036008;E-mail:redrai ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 运算-数据文件——应用三值光学计算机的关键技术
    金翊,张素兰,李双,沈云付,欧阳山,彭俊杰上海大学计算机工程与科学学院,上海200444出版日期:2019-05-28发布日期:2019-05-28作者简介:金翊(1957-),男,陕西省西安市人,教授,主要从事光学计算机研究,电话(Tel.):021-66135377;E-mail:yijin@s ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 多类振动噪声源下舰船水下噪声的耦合声场计算方法
    李清,于汉,杨德庆上海交通大学海洋工程国家重点实验室;高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240出版日期:2019-02-28发布日期:2019-02-28通讯作者:杨德庆,男,教授,博士生导师,E-mail:yangdq@sjtu.edu.cn.作者简介:李清(1993-),男,江苏省镇 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 欠约束多机协调吊运系统动力学工作空间分析
    苏程,叶佳楠,李巍,丁旺才,赵志刚兰州交通大学机电工程学院,兰州730070出版日期:2019-02-28发布日期:2019-02-28作者简介:苏程(1977-),男,甘肃省靖远县人,副教授,主要研究方向为机械动力学.E-mail:sucheng@mail.lzjtu.cn.基金资助:国家自然科学 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12