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三峡升船机中船进出船厢时的动态响应及其有限元的计算

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文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1三峡升船机结构及其工作状态分析

1.1.1三峡升船机的整体介绍

1.1.2三峡升船机的结构和工作状态分析

1.2国内外对升船机的研究概况

1.3本课题的研究意义和任务

1.4本章小结

第二章船进出船厢时的运动分析及方程的建立

2.1船进出船厢时的运动分析

2.1.1船与水的运动分析

2.1.2船的运动分析

2.1.3水的运动分析

2.2浅水波方程的建立

2.2.1浅水波方程的介绍

2.2.2运动量的描述和坐标系的建立

2.2.3波动方程的建立

2.3本章小结

第三章方程的有限元求解

3.1控制方程的有限元离散基函数

3.2求解全域内水的速度

3.3求解船底部压力

3.4求解自由表面的波高

3.5边界条件

3.6程序实现示意图

3.7本章小结

第四章算例结果及分析

4.1算例初始值的设定

4.2算例图形显示及分析

4.3本章小结

第五章结论与展望

参考文献

致谢

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摘要

船进出船厢的水动力学问题是升船机设计中所关心的重要问题之一,该文在流体力学的基础上建立了三峡升船机船厢子系统船舶进出承船厢的数学模型.该文提出二维模型来解决船舶进出承船厢的水动力学过程,由于船在船厢中运动,因此研究的水的运动是一个变边界问题,采用半连船的非惯性坐标系(即让坐标系与船一起指定的水平运动)和浅水模型来计算变边界问题,让网格的变化来适应船厢的移动,开边界处使用辐射边界条件.该文分别对速度,波高,压力进行有限元法求解,速度是利用动量方程求解,自由表面的波高采用连续方程求解,而船底的压力利用浅水波动方程求解,从而保证无论是自由表面以下的水体还是压力表面以下的水体,均直接或间接的同时被动量方程和连续方程控制.该文还研究了船舶和水体的相互作用、描述了自由水面波动等重要物理量在船舶行驶过程中的变化规律.该文给出了船舶驶进驶出承船厢时的自由水面波高图,通过对这些图形的显示,可以看出域内水的变化规律,从而为三峡升船机船厢子系统的建立提供一定的理论依据和参考.

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