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申请/专利权人：张家港江苏科技大学产业技术研究院

摘要：本发明公开了一种极地海洋平台水动力预报方法，包括以下几个步骤：1）建立海洋平台‑冰‑水耦合作用数值模型；2）基于自由面和冰面格林函数构建边界积分方程；3）离散边界并求解速度势；4）计算海洋平台的水动力响应。本发明的预报方法是基于频域势流框架下构建速度势所满足的控制方程和边界条件，并通过在自由面流域和冰覆盖流域分别以满足自由面条件的格林函数GF和满足冰覆盖水面条件的格林函数GI为核函数构建边界积分方程耦合求解，进而预报极地海洋平台的水动力响应，采用本发明的预报方法能够有效且准确的预报极地海洋平台的水动力。

主权项：1.一种极地海洋平台水动力预报方法，其特征在于，包括以下步骤：1建立海洋平台-冰-水耦合作用数值模型假定冰覆盖下的流体是均匀不可压缩的理想流体、流动无旋，在频域框架下，流场中任意一点的运动以速度势表示，具体的：在流域内速度势φjx,y,z满足拉普拉斯控制方程；在不存在冰覆盖的水面SF上的速度势φjx,y,z满足自由面条件；在冰覆盖的水面SI上，通过将冰层视为弹性薄板，根据弹性力学中薄板的受迫振动微分方程推导得到相应的边界条件，具体为： 式中：这里，L为冰层的抗弯刚度；ρw表示水的密度；ρI表示冰的密度；T为冰层的厚度，j＝1,2,3…6；2基于自由面和冰面格林函数构建边界积分方程采用满足自由面条件的格林函数GF和满足冰覆盖水面条件的格林函数GI为核函数构建边界积分方程耦合求解速度势，具体的：在无冰覆盖水域和冰覆盖流域构建的边界积分方程为： 式中：p为场点，q为源点；Cp为p处的固角系数；GFp,q为自由面格林函数；GIp,q为满足冰覆盖的水面条件的冰面格林函数，GIp,q＝1rp,q+1r2p,q+G*p,q，式中，其中，S1k＝Dk4+1-εk0k+k0；S2k＝Dk4+1-εk0ktanhkH-k0；S2'k为S2k的导数，κ为S2k的零点；k0＝ω2g，g为重力加速度；为第一类0阶Bessel函数；H为水深；3离散边界并求解速度势通过将海洋平台表面S0和冰覆盖流域与自由面流域的交界面SC离散为一系列面元，并耦合求解步骤2所构建的边界积分方程，以获得速度势φjx,y,z；4计算海洋平台的水动力响应将步骤3得到的速度势代入Bernoulli方程，得到流体动压强，而后将动压强沿海洋平台表面进行积分，从而得到作用在海洋平台上的水动力。

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