二维浮体大幅运动水动力物面非线性时域解

基于时域自由面格林函数，建立了线性自由面条件下计及物体大幅运动瞬时湿表面条件的非线性水动力理论计算模型重点研究了时域分布源在水线上的特性，指出了传统分布源法在处理浮体与自由面外张斜交时计算失败的原因，并提出了新的时域分布源数值计算模型。

二维自由面条件和辐射条件的数值模拟

在时域内对二维自由面条件和远方辐射条件进行数值模拟,自由面条件采用先积分后离散的处理方式,远方条件采用匹配积分方程的方法和透射理论的人工边界方法处理。分别计算了圆柱与水面直交和斜交时的水动力系数以及摇板造波问题的速度势,计算结果与文献值和理论值符合程度良好。

船舶上浪预报中甲板上浪的统计分析

本文从船船和波面的垂向相对运动预报出发，从统计意义上给出表征上浪严重程度的甲板上浪的定量分析，进而为预报敞口集装箱船进水量提供依据。在上浪延续时间的分布函数计算中改进了以往的计算方法。

船舶在波浪中航行时绕射问题的线性时域解

本文研究了水面船舶(物体)在波浪中航行时的绕射问题,求得了有航速船舶绕射问题线性时域解的理论模型.提出了计算波浪绕射力的公式.对于细长形的船舶.作者给出了计算波浪扰动力的公式,使得在时域中有航速船舶波浪扰动力的计算,可以用辐射势和入射波势来表示,而不须求解绕射势.利用本文所提出的波浪扰动力公式.在求解波浪扰动力时,对于任意多的入射波频率,只要解算积分方程一从而大大节省了计算工作量。本文还证明了在波浪中航行的一般三维物体,如果在自由面条件简化时,假设定常兴波势为有限量价,则在波浪绕射力公式中,不存在水线积分项。从数学上证明了水线积分项在物理上反映了自由面条件中定常兴波势和不定常势之间的耦合效应。在算例中,运用本文导出的波浪扰动力公式对 Wigley 船型进行了波浪扰动力的求解,与试验结果和现有理论方法的数值结果进行了比较,吻合良好.本文还对各种参数的影响进行了讨论,对计算结果所反映的物理现象作了分析。

浮体与自由面交线附近流场的奇异性

本文研究了浮体与自由面交线附近势流流场的奇异性.结果表明,线性时域解在交线附近的奇异特征是d^2lnd.线性频域解在交线附近的奇异特征也是d^21nd,但若采用无穷大频率自由面条件φ=0,交线附近流场的奇异特征是d1nd,这里的d表示交线上的点与场点的距离.

有限深水域中浮体水动力系数的渐近特性

讨论了有限深水域中浮体振荡频率ω→０和ω→∞时附加质量和阻尼系数的渐近特性。分别就垂荡和横荡两种情况给出了水动力系数的近似估算公式，并对研究过程中遇到的有关流场奇异性问题进行了讨论。

近水面航行物体绕射问题的时域解

本文应用时域方法在线性自由面条件下讨论了水下任意三维物体在波浪中等速直线航行时的绕射问题,导出了作用在物体上的绕射力与相应的反向运动辐射势之间的关系式,从而不须求解绕射势便可得到绕射力,并且对于各种频率的入射波只须解算一次积分方程,大大减少了数值计算时间。时域Green函数的计算采用黄德波提供的快速插值方法,使计算能够在中小型计算机实现。 作为例子,本文计算了圆球和回转椭球体的波浪力,与现有理论计算和实验结果比较,证实了本方法的正确性和计算的准确性。此外,还对时域计算中的一些参数、定常波势以及航速的影响进行了分析讨论。

波流联合作用下的物体上的波浪绕射力

本文研究了在波流联合作用下的任意三维物体的波浪绕射问题,建立了求解物体上的波浪绕射力的时域解理论模型。本文证明了对于任意三维物体,如果在自由面条件简化时,假设定常兴波势为有限量阶,则在波浪绕射力公式中,不存在含有绕射势的水线积分项。从数学上证明了水线积分项反映了自由面条件中定常兴波势和不定常势之间的耦合效应。在此基础上,本文提出了在波流联合作用情况下,作用在物体上的绕射力与辅助辐射势之间的关系式,从而不须求解绕射势便可得到绕射力。

直立圆柱二阶波浪力解析解

大直径直立圆柱体上的二阶波浪力目前已有一些研究结果，但仍存在一些值得进一步探讨之处。这一方面在于二阶辐射条件还不甚清楚：另一方面在于已有的二阶力公式或是所含积分的收敛精度不易保证，或是表达式繁杂，不利于实际计算。本文在求解这一问题时，不是对二阶势提出辐射条件，而是对二阶势的周向富里叶分量提出辐射条件──Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ辐射条件。求解中，利用本文推导出的数学公式，简化了二阶自由面条件非齐次项的表达式，得到了形式简单，易于计算的二阶波浪力精确公式。二阶力计算结果与实验结果吻合良好。

无限深水域中浮体附加质量和阻尼系数的高频和低频渐近特性

本文讨论了无限深水域中浮体振荡频率当ω→0和ω→∞时附加质量和阻尼系数的渐近特性。给出了近似估算公式。

预报船舶在波浪中航行时相对运动的一个实用模型

本文讨论了绕射波引起的船舶与自由面之间的相对运动分量。在用三维理论计算绕射效应时，自由面上仍用零航速时的条件，只是把其中的自然频率改成遭遇频率，更重要的是考虑了由此引起的船舶水线附近的流场奇异特性．数值结果表明，本文的模型计算结果稳定性与实验结果吻合很好．另外，由于模型中航速影响计及在遭遇频率中，因而本文模型对较高航速也是适用的．

浮体运动时域解的奇异性讨论

以推板造波的辐射问题为例，求出了线性时域解的解析表达式，并对线性时域解在造波板与自由面交线处的奇异特性进行了讨论，给出了奇异性的量阶。此奇异性结论对造波机的数值模拟有一定的指导意义。

无界域中常用面元上分布奇点的诱导速度势和诱导速度

给出无界域中常用面元上分布奇点的诱导速度势和诱导速度的计算公式,可供用分布奇点法求解各种势流问题时参考.

求线性时域解的一个简易方法

本文借用频率域方法,求得浮体运动附加质量和阻尼系数关于频率ω从0到∞的变化特性,通过Fourier变换将频域解转化为时域解。其中附加质量和阻尼系数的高频和低频特性是用渐近计算公式代替的。

船舶波浪增阻的近场和远场公式

本文给出船舶波浪增阻远场公式的一个简洁推导方法，大大简化了肥后靖和河文根在文［１］中给出的推导过程．

作用于运动潜体的波浪力

本文用时域方法研究了波浪中三维运动潜体的水动力。自由面条件线性，物面条件在瞬时湿表面上准确满足，给出了潜体的受力和力矩公式。它能用较少的面元分块数得到满意的结果，计算精度比传统的微分法有较大提高。文中还给出了不计自由面效应时的水动力计算公式，以及作用在圆球上波浪力的解析解。文中以圆球和回转椭球体在不同潜深下作等速直线航行为例，讨论了ＩＢ项和ＢＢ项对波浪力（矩）的贡献。

偶极分布法计算近水面水翼的升力和兴波

本文用水翼中拱面和尾涡面上偶极分布的方法计算在静水翼航状态下水翼的水动力性能。由于导出了计及兴波影响的四边形偶极单元的诱导速度计算公式,折曲状的尾涡位置可以比较精确地迭代确定,所以水翼升力和兴波的计算比以往的方法有较大改进,并可为多翼系统干扰的计算提供依据。

二维线性进行波的瞬态解

本文解析给出一种理想化了的推板运动所造二维规则波的线性时域解,它描述一个带有波前的二维线性进行波的传播过程。当推板运动时间趋于无穷大时,该解趋于线性稳态解。本文给出的解是二维线性波时域解中最简洁的一个,可为在时域中求解线性绕射和浮体运动响应,提供一个有解析表达式的二维入射波模型。

不规则频率对时域积分方程解的影响

简要说明了频域分析中的不规则频率问题，着重讨论时域分析问题。和以往用Fourier变换来讨论时域问题不同，本文对起始时刻不是t＝－∞的情况进行分析，讨论用分布奇点方法求时域解时不规则频率的影响。

New Derivation of Ordinary Differential Equations for Transient Free-Surface Green Functions

Based on the Laplace transform, a direct derivation of the ordinary differential equations for the three-dimensional transient free-surface Green function in marine hydrodynamics is presented. The results for the 3D Green function and all its spatial derivatives are a set of fourth-order ordinary differential equations, which are identical with that of Clement (1998). All of these results may be used to accelerate numerical computation for the time-domain boundary element method in marine hydrodynamics.