作用于椭圆沉箱上的非线性波浪力研究

来源：大连海洋大学学报杂志2016年第3期北京时间：

作者：胡伟, 纪师明, 任效忠, 王琪, 马玉祥

单位：1.大连海洋大学基建管理处，辽宁大连116023；2.中交一航局第三工程有限公司，辽宁大连116083；3.大连九成市政设计有限公司，辽宁大连116000；4.大连理工大学运载工程与力学学部船舶工程学院，辽宁大连116024；5.大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连116024

摘要：为深入研究椭圆沉箱的水动力特性，建立了非线性波浪与结构物相互作用的三维时域数值计算模型，该模型中N-S方程的求解基于有限差分法，采用VOF方法追踪流体自由表面，使用部分单元体方法处理椭圆沉箱结构物的曲面边界，用计算圆沉箱波浪力对该模型进行了验证，并将该模型应用于相对波高（H/d）、相对波长（kD）和相对长宽比（B/D）对椭圆沉箱波浪力的影响研究。结果表明：相对波高对椭圆沉箱波浪力有重要影响，其值越大波浪非线性的影响越明显；与沉箱无量纲正向波浪力相比，相对长宽比对无量纲横向波浪力影响更大。研究表明，本研究中建立的数值模型可应用于椭圆沉箱波浪力的计算，但实际设计中需依据建设地点的风浪特征与掩护条件，确定合适的沉箱相对长宽比，以保证结构足够的安全系数。

关键词：椭圆沉箱,波浪力,VOF方法,部分单元体