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摘要: 分层海洋中大振幅内孤立波频发,往往会对水下潜体等产生突发性载荷,甚至可能导致其失稳,引发“掉深”危险。为了研究大振幅内孤立波作用下固定潜体载荷特性,采用计算流体力学(CFD)的方法进行数值模拟,首先,针对大振幅内孤立波,提出了基于强非线性aHOU理论的内孤立波数值造波方法,采用速度入口造波的方式在计算域内生成内孤立波,建立了大振幅内孤立波与固定潜体相互作用数值计算模型。在此基础上,通过将建立的数值模型计算结果与实验数据对比,验证了数值模型的准确性和可靠性。最后,分别采用回归分析和控制变量法,探究波幅和潜深参数对内孤立波作用下潜体载荷特性的影响,获得了潜体在内孤立波波面上方、穿越波面和位于波面下方三种工况下潜体内孤立波载荷特性。研究表明,潜体内孤立波水平载荷正幅值与波幅存在能够定量表征的线性关系;内孤立波垂向力的作用时间与潜深相关,且在潜体穿越波面的工况下垂向力主要成分为压差力。本研究为深入理解内波作用下潜体“掉深”问题提供了理论基础。
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