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规则波作用下开孔圆盘阵列绕射效应研究

STUDY ON DIFFRACTION EFFECT OF POROUS PLATE ARRAY UNDER REGULAR WAVE

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在势流理论和线性波理论的假设下,运用特征函数展开法和贝塞尔函数加法理论,研究了规则波作用下开孔圆盘阵列的绕射效应.阵列中每个圆盘都是刚性、开孔的,固定在静水面以下,其厚度相对于入射波波长可以忽略,且通过其表面的流体运动满足达西定律.根据推导出的速度势,进一步得到圆盘的垂荡力和流场的自由表面高程解析表达式.利用该解析解与已发表的孤立圆盘计算结果进行验证;分析了四盘阵列在各种波浪和结构参数下的绕射现象.研究表明:当圆盘开孔率、吃水深度及入射波波长在一定范围内时,圆盘阵列内部将发生显著的相互作用现象,主要表现为迎浪侧圆盘对背浪侧圆盘的遮蔽效应.在特定的入射波波数下,选择适当的四盘阵列圆盘间距,最大可将背浪侧圆盘垂荡力降低至迎浪侧圆盘的76％.同时还发现,四盘阵列中,迎浪侧圆盘上可能发生波能聚焦现象,引起自由表面高程的急剧增大,但这种波能聚焦现象会随着圆盘开孔率的增大而逐渐减弱.

王广原、王多银、房皓、于法军

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重庆交通大学河海学院,重庆400074

交通运输部天津水运工程科学研究院港口水工建筑技术国家工程研究中心,天津300000

哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨150001

开孔圆盘 线性波浪 波浪绕射 垂荡力 自由表面高程

国家自然科学基金面上项目

51979017

2023

10.6052/j.issn.1000-4750.2021.10.0807

工程力学
中国力学学会

工程力学

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.083
ISSN：1000-4750
年,卷(期)：2023.40(5)
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