水下局部边界脉冲运动诱发水压场及水面波浪传播机理研究

论文摘要

水下局部边界脉冲运动引起的水中压力场变化,以及由此引起的海浪形态与传播机理,是研究地震海啸产生、传播以及对海洋工程建筑物的破坏等问题的基础问题。地震海啸引起的水压场对水下作业以及潜水器的安全都有不可估量的影响。因此,水底局部边界脉冲运动诱发水压场及水面波浪传播机理研究对进一步研究地震海啸发生、预警和灾难预防有着深远的意义。此外局部边界脉冲运动的水压场机理对研究水下作业平台的安全防护和评估也有着实际意义。本文使用fluent软件,采用动网格技术来模拟水下边界运动,并对其所诱发的水压场变化进行分析,期望对地震海啸现象所引起的水压场问题的近一步研究建立基础。对水下局部边界运动诱发水压力场变化基于fluent的模拟首先要解决边界运动问题,在此本文以脉冲函数为控制条件,建立了边界脉冲运动模型,通过fluent中UDF作为接口控制边界运动,模拟由水下边界运动诱发水面波浪及水压力变化。因水下局部边界脉冲运动影响水压力变化的因子较多,本文选取水深、脉冲运动速度、脉冲运动边界尺寸、脉冲运动位移为参数模拟计算水下局部边界脉冲运动诱发的水压力场变化,并分析水压力的变化规律。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要内容
• 第2章 FLUENT软件简介
• 2.1 概述
• 2.2 动网格简介
• 2.3 PISO模型简介
• 2.4 UDF简介
• 2.4.1 用户自定义函数
• 2.4.2 UDF的编译与链接
• 2.4.3 连接共享库到FLUENT
• 2.5 本章小结
• 第3章 水下局部边界运动诱发的水压场和水面波浪传播数学模型
• 3.1 地震动水压力模型
• 3.2 地震津波
• 3.3 本章小结
• 第4章 影响水压场主要因素分析
• 4.1 脉冲模型的选取
• 4.1.1 近断层脉冲型地震动的模拟方法
• 4.1.2 等效速度脉冲模型
• 4.1.3 影响边界运动的主要因素
• 4.2 模型水深的确定
• 4.3 水下局部运动边界尺寸的确定
• 4.4 本章小结
• 第5章 倾滑型地震海啸水面波浪传播及水压场模拟
• 5.1 有限元模型的建立
• 5.2 控制条件简介
• 5.3 倾滑型地震引起的水面波浪传播
• 5.4 倾滑型地震诱发的水压力变化
• 5.4.1 脉冲运动边界位移对水压力的影响分析
• 5.4.2 水深对水压力的影响分析
• 5.4.3 动边界尺寸对水压力的影响分析
• 5.4.4 脉冲宽度、脉冲时间对水压力的影响
• 5.5 本章小结
• 第6章 边界垂向平动诱发的水面波浪传播及水压场模拟
• 6.1 边界垂向平动诱发水面波浪传播的模拟
• 6.2 边界垂向平动诱发水压力场的模拟研究
• 6.2.1 边界垂向平动诱发具体位置水压力变化的分析
• 6.2.2 边界垂向平动诱发水压场的模拟研究
• 6.3 本章小结
• 第7章 水压力曲线拟合
• 7.1 水压力曲线的拟合
• 7.2 参数A与水深的关系
• 7.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录Ⅰ
• 附录Ⅱ