浅水中浮体在波浪作用下运动的三维时域计算模型

港口中系泊船在波浪作用下运动问题的本质是浅水波浪与浮体的相互作用。与深水情况不同，浅水问题应当考虑水底、水域边界的影响及浅水波浪自身的特性，单一模型很难实现该模拟过程。为此，建立了Boussinesq方程计算入射波和Laplace方程计算散射波的全时域组合计算模型。有限元法求解的Boussinesq方程能使入射波充分考虑到水底、水域边界的影响和浅水波浪的特性；散射波被线性化，采用边界元法求解，并以浮体运动时的物面条件为入射波和散射波求解的匹配条件。该方法为完全的时域方法，计算网格不随时间变动，计算过程较为方便。通过与实验及其他数值方法的结果进行比较，验证了本模型对非线性波面、浮体的运动都有比较理想的计算结果，显示了本模型对非线性问题具有较好的计算能力