摘要：流函数和速度势能很好反映流体的涡度和散度特征,一直广泛应用于全球和区域大气和海洋环流分析、污染物扩散和资料同化等研究领域。近年发现,有限区域流函数速度势常用算法计算中小尺度系统复杂流场和复杂下垫面驱动的边界层流场时,精度显著下降。本文全面回顾上世纪五十年代以来的五类常用算法,从数学原理和物理意义两方面简述优缺点,总结其适用范围;指出常用的调和—余弦法在可解性条件方面的科学问题,并设计订正方案,以提高其在求解复杂流场问题中的适用性和计算精度;通过理想函数和实际天气过程复杂流场的多组数值试验,直观定量显示并归纳总结适于不同分辨率资料的算法。本文旨在为流函数速度势及其相关变量在极端天气气候事件机理分析和数值预报等领域的有效应用,提供科学依据。

摘要：为便于工程分析与应用,依据速度势理论,建立液体运动势函数、基底剪力、倾覆力矩表达式,将浮顶简化为刚性的均质板,并以板的振动方程和板与液面作用的边界条件为出发点,构造晃动分析方程和波高表达式.并利用基底剪力等效和做功相等的方法建立了分析问题的简化力学模型,依据能量原理建立体系的运动控制方程,给出了相关参数的取值影响.以50 000 m3储罐进行反应谱和时程分析.结果表明:剪力、弯矩以及波高等地震响应与相关研究文献及有限元解对比比较接近,研究结果是可行的,能够满足工程结构设计人员的需要.

摘要：双圆柱形浮体作为吸收波浪能量的载体已在实际中得到应用,其振动特性研究对于波能装置设计及提高转换效率具有指导作用。文章采用线性波理论和特征函数展开匹配法,求解了双圆柱形浮体垂荡辐射问题和绕射问题,基于粘性阻尼吸取波浪能,建立了振荡浮体的一维运动方程,以此方程推导了波能装置的振动特性和转换效率表达式。数值分析表明波能装置的固有振荡周期是随入射波周期变化而变化的,水下浮体对振荡浮体的振荡和能量转换特性有一定的影响,但只要两者的距离适当远,水下浮体对波能装置的振荡特性和转换效率的影响可忽略不计;研究表明根据不同的波况正确选择弹性系数和外部阻尼可提高波能装置的转换效率。

摘要：螺旋桨水动力性能的准确预报对避免不良设计所带来振动和噪声,改善螺旋桨性能有着重要的意义.应用低阶速度势面元法建立了预报船舶螺旋桨水动力性能的数值方法,重点对桨叶随边和尾涡面进行研究．鉴于传统网格划分方法的不足,根据螺旋桨表面流场特性,采用B样条网格划分方法对桨叶表面单元进行剖分．文中对原有的等压库塔条件形式进行了改进,在考虑横流影响的前提下,满足随边荷载为零的条件．对计算结果与试验结果进行比较分析．表明将基于B样条的网格划分方法应用于已有的面元法程序中,能够很好地改善计算结果的精度．

摘要：为优化全方向推进器的模型设计,采用面元法分析全方向推进器主要参数的变化对非定常水动力性能的影响.基于螺旋桨面元法理论建立了全方向推进器的非定常水动力性能计算的数学模型,进行了数值预报,采用关于扰动速度势的基本积分微分方程,以双曲面元消除面元间的缝隙,在桨叶随边满足压力Kutta条件.应用Morino解析公式计算面元的影响系数,用Yanagizawa方法求得物体表面上的速度分布.分析了全方向推进器主要参数对水动力性能的影响.计算结果表明,周期螺距角的值对全方向推进器的非定常水动力性能起决定性作用.该文的计算结果可以作为下一步试验研究的基础.

摘要：该文采用特征函数展开与流场匹配方法研究波浪与圆弧型贯底式防波堤的相互作用,进而得到防波堤上的波浪作用力。假定防波堤刚性、空间固定、薄壁、不可渗透且水深恒定,延伸防波堤圆弧段形成的虚设柱面将整个流场划分为内、外两个区域,在公共边界上按速度连续、压力连续的原则,将速度势用特征函数展开匹配,可得流域中任意一点的速度势和圆弧型防波堤上的波浪作用力。计算结果表明:防波堤上作用力大小与圆弧型防波堤张角、入射波圆频率、入射角和水深等因素变化密切相关。

摘要：本文通过对慢船兴波速度势重新进行分解,给出各分量新的量级假定,分析简化了船波问题的非线性自由面边界条件,利用耦合元方法对非线性船波问题进行了数值计算,重点讨论了自由面条件中各项的影响大小及其与船型的关系。

摘要：　本文研究了局部开孔沉箱结构与斜向入射波作用时的受力问题。整个流域被分成两个子域,在每个子区域内,应用分离变量法和特征函数展开法以求得相应的速度势,在速度势的特征展开中考虑了非传播模态波。数值计算结果与现有理论进行了对比,结果完全一致;理论计算与试验数据相比符合较好;讨论了横向隔板对沉箱整体受力的影响。最后根据理论计算结果给出了不同入射角度力比和不同单宽力比的简化计算方法,以便工程实际的应用。

摘要：大部分波能装置是通过载体的振动吸收波浪能,双圆柱形浮体是其中一类波能装置,研究双浮体波能装置的振动特性对于设计及提高波能装置整体转换效率具有重要的指导作用.本文把双浮体波能装置物理问题简化为具有黏性阻尼二自由度的受迫振动系统,采用线性波理论和特征函数展开匹配法求解了波浪引起的激励力、附加质量和阻尼系数,基于振荡浮体的双自由度运动方程推导了波能装置的响应和转换效率表达式,并给出了优化原则.数值分析表明阻尼优化曲线有一波峰部分同弹簧无关,峰值的大小和对应的频率只同工况有关;当弹簧存在时,优化曲线呈现双峰值,双峰值对应的频率宽度随弹性系数的增大而变窄;低频段峰值对应阻尼较小,相对响应较大,高频段优化峰值对应相当大的阻尼,相对响应较小,几乎小于入射波波幅.

摘要：当位于海上的多个浮体距离相近时,它们间将产生显著的水动力相互作用。使用NURBS(非均匀有理B样条)高阶面元法进行多体水动力分析,速度势用任意阶的B样条函数近似,物面用NURBS曲面表示,由于水动力与几何表示相分离,就可以方便地实现计算机辅助设计与水动力分析的集成。对截断圆柱与椭球间的水动力相互作用和半潜式平台与箱型驳船间的水动力相互作用的计算显示此种方法可以对多体间的水动力相互作用给出准确的分析,计算时间和占用内存大幅减少。