【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冰水动力及运动预报，具体是涉及一种用于冰覆盖港口的冰水耦合动力响应预报方法及预报系统。
技术介绍
1、在极地水域，气候寒冷，港口内部可能会结冰或者被冰层覆盖，而远离港口的地方仍然是开敞水域。当波浪传播到港口时，波浪与港口内域冰层以及港口自身产生复杂的耦合作用，进而对港口航道自身或其内外停泊的船舶造成冲击，影响其结构安全。因此，能够准确预测极地港口冰水耦合动力响应具有重要的工程应用意义。
2、目前的预报装置与方法多集中于自由面港口与波浪的相互作用，无法进行冰水耦合作用下港口内部冰面变形及波浪传播预报。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对以上问题，本专利技术提供一种确保护港口结构或停泊船舶安全的用于冰覆盖港口的冰水耦合动力响应预报方法及预报系统。
2、技术方案：为解决上述问题，本专利技术采用一种用于冰覆盖港口的冰水耦合动力响应预报方法，包括以下步骤：
3、(1)对冰覆盖港口的流域进行分解，分解为港口内部冰面覆盖子域和港口外部开敞子域，基于线性势流理论给出满足冰覆盖港口流域的速度势拉普拉斯控制方程和边界条件；
4、(2)对于港口内部冰面覆盖子域采用分离变量法结合格林函数，将速度势进行分解建立边界积分方程；对港口外部开敞子域采用修正的格林函数法，建立边界积分方程；
5、(3)在港口内部冰面覆盖子域和港口外部开敞子域的边界面上施加匹配条件以确保速度和压力的连续性；采用内积公式对连续性条件进行处理；
6、(
7、(5)根据反射系数和海冰挠度分析得到冰覆盖港口的环境情况，根据得到的环境情况对极地港口冰水耦合动力响应进行预报。
8、本专利技术还采用一种用于冰覆盖港口的冰水耦合动力响应预报系统，包括：
9、分解模块，用于对冰覆盖港口的流域进行分解，分解为港口内部冰面覆盖子域和港口外部开敞子域，基于线性势流理论给出满足冰覆盖港口流域的速度势拉普拉斯控制方程和边界条件；
10、构建模块，对于港口内部冰面覆盖子域采用分离变量法结合格林函数，将速度势进行分解建立边界积分方程；对港口外部开敞子域采用修正的格林函数法，建立边界积分方程；在港口内部冰面覆盖子域和港口外部开敞子域的边界面上施加匹配条件以确保速度和压力的连续性；采用内积公式对连续性条件进行处理；将港口内部冰面覆盖子域和港口外部开敞子域的边界离散成单元，进行数值离散求解，得到海冰覆盖港口水波共振问题的反射系数和海冰挠度；
11、预报模块，用于根据反射系数和海冰挠度分析得到冰覆盖港口的环境情况，根据得到的环境情况对极地港口冰水耦合动力响应进行预报。
12、有益效果：本专利技术相对于现有技术，其显著优点是采用流域分解法，基于线性化速度势理论和弹性薄板模型，考虑了波浪作用下海港与固定在海港壁上的冰盖的相互作用问题，建立了极地冰层覆盖港口水波散射的数值模型对其进行模拟求解，并经收敛性分析和有效性验证，该预报装置和方法计算精确度高，计算效率高，具有较高的理论参考价值和实际工程应用价值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于冰覆盖港口的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在于，所述步骤(1)中：港口内部冰面覆盖子域和港口外部开敞子域的速度势Φ(j)(x,y,z,t)为：
3.根据权利要求2所述的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在于，所述步骤(1)中港口内部冰面覆盖子域的边界条件包括：
4.根据权利要求2所述的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在于，所述步骤(1)中港口外部开敞子域的边界条件包括：
5.根据权利要求4所述的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在于，港口内部冰面覆盖子域的边界积分方程为：
6.根据权利要求5所述的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在于，港口外部开敞子域的边界积分方程为：
7.根据权利要求6所述的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在于，采用内积公式使得港口内部冰面覆盖子域和港口外部开敞子域相匹配，以满足速度和压力的连续性；施加连续性条件保证速度和压力连续性：
8.根据权利要求7所述的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在
9.根据权利要求8所述的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在于，港口外部开敞子域的边界积分方程离散成单元后的方程为：
10.一种应用权利要求1～9任意一项所述内波能演化预报方法的预报系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于冰覆盖港口的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在于，所述步骤(1)中：港口内部冰面覆盖子域和港口外部开敞子域的速度势φ(j)(x,y,z,t)为：
3.根据权利要求2所述的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在于，所述步骤(1)中港口内部冰面覆盖子域的边界条件包括：
4.根据权利要求2所述的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在于，所述步骤(1)中港口外部开敞子域的边界条件包括：
5.根据权利要求4所述的冰水耦合动力响应预报方法，其特征在于，港口内部冰面覆盖子域的边界积分方程为：
6.根据权利要求...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。