波浪力计算的高效高精度间断有限元方法研究

海工结构的结构型式设计、安全运行及工程造价都由所承受的荷载决定，因此荷载的确定至关重要，而其中波浪力是主要荷载，但由于它的强非线性，也是最难以计算的荷载，特别是具有接触间断、大梯度、大变形的破碎波的波浪力计算。在理论上探讨破波力的特性和机理, 在工程上发展有效的估算方法，有理论意义和实用价值。本项目将试图把间断有限元方法应用到不可压缩的三维黏性流体（N-S方程），采用变分原理建立不可压缩黏性流体的间断有限元数值模拟方程，用熵增条件剔除非解，通过反复迭代确定波浪力，实现自适应算法和并行算法。利用流体力学中的线性数值试验模型、非线性发展方程数值试验模型及双曲型守恒律组（它们在数学上都属于N-S方程组的形式）等经典问题，结合本项目的实验研究结果，验证本项目的数学模型和数值方法的正确性后，再针对不可压缩流体实例进行计算。