[發明專利]一種粘性勢流理論分析方法

有效

• 申請號: 202011160157.2
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112182995B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 劉勇;李愛軍;劉曉
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F17/16;G06F17/12;G06F113/08
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 張明明

1.一種粘性勢流理論分析方法，其特征在于：

在多體海洋結構物窄縫入口邊界引入非線性壓力損失條件：其中，φ^-為窄縫內部流體區域的速度勢，φ⁺為窄縫外部流體區域的速度勢，ω為圓頻率，ζ是無因次能量耗散系數，n是窄縫邊界上的單位法向矢量，定義指出流體區域為正；

建立能夠將所有海洋結構物完全覆蓋的虛半球面，球心位于靜水面，半徑為a；將整個流體區域劃分為三類區域：第一類區域I，所有窄縫內部的流體區域；第二類區域II，虛半球內部但不包括第一類區域的流體區域；第三類區域III，虛半球面外部的開闊流體區域；

在區域I和區域II中，利用格林第二定理，將空間復速度勢φ滿足的控制方程的解轉換為求解邊界積分方程：

在區域III中，利用多極子展開法得到速度勢表達式：

且：

其中，S_I和S_II分別表示區域I和區域II的邊界，G(x；x₀)是格林函數，n_I和n_II分別是邊界S_I和S_II上的單位法向矢量，φ₀是入射波的速度勢，K為入射波的波數，b_mn、c_mn、d_mn和e_mn是待定的展開系數，是連帶勒讓德函數，(r,θ,β)表示球坐標系，m、n為非負整數；所述速度勢表達式用于獲取區域II虛半球面上速度勢和速度勢導數之間的關系，所述區域II虛半球面上速度勢和速度勢導數之間的關系的獲取過程為：通過將虛半球邊界離散，并截斷速度勢表達式中的級數得到關系式，在區域II和區域III的公共邊界上，根據壓力連續和法向速度連續以及截斷級數的關系式，得到速度勢和速度勢導數之間的關系；

將邊界S_I、S_II離散，將所述邊界積分方程轉換為線性方程組，結合窄縫入口邊界的非線性壓力損失條件和法向速度連續條件、其他相鄰區域公共邊界上的法向速度連續條件和壓力連續條件，求解出區域I和區域II所有邊界上每個單元的速度勢和速度勢的法向導數，得到多體海洋結構物之間窄縫內的共振波高和結構物受到的波浪力。

2.根據權利要求1所述的粘性勢流理論分析方法，其特征在于，所述窄縫入口邊界的法向速度連續條件為：

3.根據權利要求1所述的粘性勢流理論分析方法，其特征在于，所述其他相鄰區域公共邊界上的法向速度連續條件和壓力連續條件為：或φ_I＝φ_II或φ_II＝φ_III。

4.根據權利要求3所述的粘性勢流理論分析方法，其特征在于，所述其他相鄰區域公共邊界包括區域I和區域II非窄縫入口公共邊界以及區域II和區域III公共邊界。

5.根據權利要求1所述的粘性勢流理論分析方法，其特征在于，所述窄縫內的共振波高其中g是重力加速度。

6.根據權利要求1所述的粘性勢流理論分析方法，其特征在于，所述結構物受到的波浪力其中ρ是水的密度，S_B是結構物不透水濕表面，n_B是結構物不透水濕表面上單位法向矢量。