浮体时域运动与波浪力数值模拟：精细时程方法

"浮体在时域中的瞬时运动和波浪力数值模拟 (2012年) - 哈尔滨工程大学学报 - 童晓旺, 任慧龙, 李辉, 单鹏昊" 本文是工程技术领域的论文，探讨了浮体在时域中的瞬时运动和波浪力的数值模拟方法。浮体在海洋环境中受到波浪的影响会产生复杂的瞬时运动，而这些运动与波浪力密切相关。在计算这一动态过程时，时域Green函数的精确计算是一个关键挑战。 文章首先针对时域Green函数及其导数，建立了相应的定常非齐次常微分方程。这是由于时域Green函数在描述波浪对浮体作用力的时间依赖性方面扮演重要角色。为了解决这个常微分方程，研究者引入了精细时程方法，这是一种处理定常、非齐次特性问题的有效数值计算方法。在实施过程中，他们还给出了如何选择定常系数矩阵的建议，这是一个在实际应用中常遇到的难题。 通过精细时程方法计算得到的时域Green函数，被应用于零航速浮体的瞬时运动和波浪力的数值计算。对比分析显示，在相同时间步长（例如Δt=0.01）下，该方法相较于传统的四阶Runge-Kutta方法能更准确地计算时域Green函数，提高了浮体运动预测的精度。 研究结果强调了精细时程方法在浮体瞬时运动和波浪力模拟中的优势，为浮体在时域中的运动预报提供了更加可靠的基础。这对于设计和分析海上结构物，尤其是在波浪环境下的稳定性评估，具有重要意义。 关键词涵盖了浮体动力学、时域分析、Green函数、精细时程方法、瞬时运动以及波浪力，这些都是理解浮体在波浪中行为的关键概念。这篇论文的贡献在于提出了一种新的数值模拟技术，有助于提高对海洋工程中浮体动态响应的理解和预测能力。