两层流体中水波与水面漂浮矩形箱的相互作用

摘要

研究了两层流体中表面波和内波模态的水波与水面漂浮矩形箱的相互作用问题.基于特征函数匹配理论,提出了在两种模态入射波作用下水面漂浮矩形箱的反射与透射能量,以及作用在其上的波浪力的解析计算方法.研究表明,对两层流体,两种模态水波的能量是可以互相转化的,而且除了表面波模态的波浪力外,还有内波模态的波浪力.基于所建立的求解模型,对矩形箱的反射与透射能量,以及作用在其上的波浪力进行了数值计算分析,表明了在某个频率范围内,流体的分层效应对这些水动力量的影响是不可忽视的.特别是当矩形箱的底部位于两层流体界面上时,两种模态的能量转化量是最大的,而且内波模态波浪力的影响更显著.