摘要

波浪-结构物相互作用是海洋工程中最为常见的问题之一.现有波浪-结构物相互作用的数值研究大多局限于二维,但在某些实际工程问题中其三维效应显著,使得二维模拟不能准确反映海洋结构物的真实水动力性能.本文基于光滑粒子动力学方法(Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH),针对双排潜堤、底部铰接式波浪能装置、箱式浮体三种不同海洋工程问题,分别在二维、准二维和三维情形下进行模拟,重点分析水槽宽度对于结构物水动力性能的影响,以探究三维效应引起的水动力变化规律.为提高计算速度,本文利用了GPU (Graphics Processing Unit)加速技术增加数值计算能力.数值结果显示,波浪与结构物相互作用的三维效应可能会形成复杂涡流结构,这种涡流结构能减小结构物对于波浪传播的影响,并增强波浪对于结构物的作用,使得结构物的运动规律更为复杂多变.