基于CFD的數(shù)值波浪池技術(shù)及強迫橫搖數(shù)值實驗研究的開題報告

基于CFD的數(shù)值波浪池技術(shù)及強迫橫搖數(shù)值實驗研究的開題報告開題報告：一、選題背景波浪池是模擬海洋波浪、風浪相互作用、船舶航行等海洋環(huán)境研究的重要實驗設(shè)備，其廣泛應用于船舶、海洋工程、海上風電等領(lǐng)域。常規(guī)的波浪池實驗需要大量人力、物力和時間，且容易受到環(huán)境、測量等因素的干擾，存在一定的局限性?；谟嬎懔黧w動力學（CFD）的數(shù)值波浪池技術(shù)可以通過建立數(shù)學模型、運用計算機快速進行波浪場的計算，可以有效降低實驗成本，提高實驗效率，并能夠得到更為準確的波浪場信息。因此，在CFD技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立數(shù)值波浪池模型，進行強迫橫搖數(shù)值實驗研究，具有重要的理論和實際意義。二、研究內(nèi)容和目標本文建立基于CFD的數(shù)值波浪池模型，進行強迫橫搖的數(shù)值實驗研究，具體研究內(nèi)容如下：1.構(gòu)建數(shù)值波浪池模型：建立三維計算空間，包括波浪生成區(qū)、波浪傳播區(qū)和波浪吸收區(qū)，并采用不同網(wǎng)格劃分方法進行模型劃分。2.實現(xiàn)波浪生成：采用數(shù)值波浪發(fā)生器模擬不同水面波浪，如可控波、不規(guī)則波等，并計算波浪在傳播過程中的能量傳遞、反射、折射等變化。3.進行強迫橫搖數(shù)值實驗研究：基于數(shù)值波浪池模型，進行強迫橫搖數(shù)值實驗研究，探究不同波浪條件下船舶的強迫橫搖特性，如阻尼、初始條件、波高、波長等因素對橫搖響應的影響。4.分析和驗證數(shù)值波浪池模型：通過與實際波浪池實驗數(shù)據(jù)的比較，驗證模型的準確性和可靠性。三、研究方法和流程1.建立數(shù)值波浪池模型及劃分網(wǎng)格。2.實現(xiàn)波浪生成器的數(shù)學表示，包括波浪高度、波浪周期、波浪方向、波浪頻譜等參數(shù)。3.采用Navier-Stokes方程求解強迫橫搖現(xiàn)象，并對各項物理量進行離散化計算。4.構(gòu)建強迫橫搖數(shù)值實驗模型，包括船舶模型、統(tǒng)一的初值和邊界條件等。5.采用CFD軟件進行數(shù)值計算和仿真，記錄并分析數(shù)據(jù)。6.對模擬結(jié)果進行分析和驗證，與實驗數(shù)據(jù)進行比較。四、預期研究成果本文利用基于CFD的數(shù)值波浪池技術(shù)，建立了強迫橫搖數(shù)值實驗模型，并通過數(shù)值計算和仿真實驗，得出了不同波浪條件下船舶的強迫橫搖特性，如阻尼、初始條件、波高、波長等因素對橫搖響應的影響。通過數(shù)值計算對比實驗數(shù)據(jù)，驗證了數(shù)值波浪池模型的準確性和可靠性，為進一步優(yōu)化和改進數(shù)值波浪池技術(shù)提供了理論和實踐基礎(chǔ)。五、研究意義和應用價值建立基于CFD的數(shù)值波浪池技術(shù)，進行強迫橫搖數(shù)值實驗研究，具有重要的理論和實際意義，具體如下：1.數(shù)值波浪池技術(shù)可以有效降低實驗成本，提高實驗效率，并能夠得到更為準確的波浪場信息。2.研究不同波浪條件下船舶的強迫橫搖響應，有利于提高船舶的橫向穩(wěn)定性，進一步完善船舶設(shè)計和安全措施。3.數(shù)值波浪池技術(shù)及其研究成果可以廣泛應用于船舶、海洋工程、海上風電和海洋資源開發(fā)等領(lǐng)域。六、研究進度安排本研究計劃用時兩年，預計進度安排如下：第一年：1.完成文獻調(diào)研和相關(guān)技術(shù)學習。2.建立數(shù)值波浪池模型。3.