多个椭圆柱波浪力的一种解析解1)

赵 密 龙彭振 王丕光，2) 张 超 杜修力

* (北京工业大学城建学部建筑工程学院，北京 100124)

† (福州大学土木工程学院，福州 350116)

引言

近年来，中国的近海工程迅猛增加，如人工岛，跨海桥梁等，对近海结构的研究日益受到人们的重视.由于上述工程常年遭受波浪的威胁，其支撑结构可能承受着强度相当大的波浪力，而支撑结构广泛使用了多柱体，柱体截面形式不再局限于圆形，因此对非圆多柱体体系中波浪力的研究可为实际工程提供一定的理论指导.

近海工程中对波浪力的研究根据结构尺寸，可以划分为对小尺度结构所受波浪力的研究和对大尺度结构所受波浪力的研究.其中小尺度结构上的波浪力可以通过莫里森方程求解[1];当结构截面尺寸与波长之比大于0.2 时，大尺寸结构阻碍了波浪运动，波浪在结构表面生成不可忽略的散射波，因此波浪力的计算需要考虑波浪散射现象[2-3].MacCamy和Fuchs[4]提出了绕射波浪理论来计算有限水域中大尺寸圆柱线性波浪力.当波陡大时，波浪中的非线性成分增多，用线性波浪理论计算的结果误差增大，国内外学者就此提出了解决波浪二阶作用的方法[5-6].Tao 等[7]和Song 等[8]利用比例边界元法(SBFEM)分析短峰波在圆柱上绕射以及多个任意截面形状柱体和线性波浪相互作用，比例边界元对于解决波浪在柱面绕射问题较高的求解效率.Wang 等[9]利用有限元方法，解决了倾斜圆柱的波浪绕射问题.流场中只存在单个结构的情形很少……