时域自由面格林函数在半无限长垂直柱面上的解析积分研究

• 作者: 任慧龙 吴斌 李志富 石玉云
• 来源期刊: 船舶力学
• 学科: 交通运输
• 关键词: 船舶运动 Rankine源 自由面格林函数 Fourier级数 Laguerre级数
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 流体力学
• 页码范围: 1530-1539
• 页数: 10页
• 分类号: U675.91
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2020.12.002

摘要

本文引入一虚拟控制面,将流体域划分为内部流体域和外部流体域两个子域.在内部流体域应用Rankine作为积分核,从而适用于复杂的自由面条件和浮体表面条件;在外部流体域应用时域自由面格林函数作为积分核,从而自动满足远方辐射条件.控制面的形状选取为无限深圆柱面,从而可以将控制面上速度势及其法向导数展开为Fourier-Laguerre级数.进一步地,控制面上关于自由面格林函数的空间积分可以进行解析计算.此种做法的好处是可以避免传统点源积分带来的数值发散问题.最后,对由控制面上解析积分导出的系数进行了数值计算和分析,发现积分系数随时间振荡衰减,成功避免了传统点源积分的数值发散问题.