Ikkelineær bølgeananlyse av bunnfast slank sylinder

Abstract

Diffraksjonsproblemet for en vertikal sylinder som skjærer en fri overflate er løst til og med tredje orden ved hjelp av perturbasjonsteori i langbølgeregimet i tråd med FNV teori. Det ikkelineære hastighetspotensialet til bølgespredningen er beregnet numerisk i på sylinderen og i feltet ved den frie overflaten. Beregningen stemmer godt overens med resultatene til FNV. Effekten av den ikkelineære bølgespredningen på overflatehevning, trykk, bølgekrefter og veltende moment på sylinderen er analysert for innkommende monokromatiske bølger. Spesielt er effekten av andre ordens bølgespredning på trykkfeltet langs sylinderen og effekten av tredjeordens bølgespredning på overflatehevningen analysert. Det andreordens trykket på sylinderen avtar langsomt og trenger ned til store dyp. Det høyere harmoniske momentet på sylinderen svinger i fase med den høyere hamoniske bølgelasten og effekten er at de forsterker hverandre. FNVs teori gir gode estimater av utslaget til den tredjehamoniske bølgekraften på sylinderen, i sammenlikning med målinger utført av Huseby & Grue , mens den estimerte fasen til lasten avviker betydelig fra målinger. Avviket mellom den tredjeharmonsike bølgekraften estimert av FNV og Malenica & Molin består hovedsakelig i avvik i fasen til lastene. Overflatehevning og bølgekrefter på sylinderen i irregulær bølger er simulert ved hjelp av JONSWAP og Torsethaugens bølgespekter. De ikkelineære bølgekreftene på sylinderen i simulerte havbølger er av samme størrelsesorden eller større enn første ordens bølgelast.