近水面水平圓柱在波浪作用下的水動力系數

作者：毛鴻飛,赫巖莉,袁劍平,潘新祥,賈寶柱

摘要：【目的】研究大幅非線性波浪作用下近水面水平圓柱上波浪力和水動力系數的特征。【方法】基于黏性流理論和有限體積方法開發數值波浪水槽模型,分析入射波波幅和波頻率對波浪力特征的影響,提出可以考慮圓柱完全暴露于空氣情況的改進Morison方程,通過大量的數據擬合得到水動力系數,并討論改進的Morison方程對波浪力預測的適用性。【結果】圓柱上波浪力隨波幅和頻率增大逐漸增大,而由于浮力占重要比例,正垂向力受波頻率的影響并不顯著;所得近水面水平圓柱慣性力系數和速度力系數最大值比淹沒圓柱在線性波浪作用下的水動力系數大。【結論】所提出改進的Morison方程對波浪力的預測有較好的適用性。

發文機構：廣東海洋大學海洋工程學院 廣東海洋大學海運學院

關鍵詞：改進的Morison方程數值模擬水平圓柱波浪力水動力系數modified Morison’s equationhydrodynamic coefficientnumerical simulationhorizontal circular cylinderwave force

分類號： TV139.2[水利工程—水力學及河流動力學]