众所周知，随着时代的发展，科技的不断进步，人类的不断探索，世界的开发已经逐步从陆域到了海洋。海洋在我们的星球上占了大概70%的比例，可以说我们的地球是一个水球。经过无数先辈的勘探开发，我们知道陆域有大量的资源，而无边无际的海洋更是贮藏着丰富的资源，包括当今社会运转的能量来源石油以及各种金属矿产，人类往海洋开发是一条必经之路。充分利用和开发海洋资源、海洋能源，这和人类的生存和发展有着至关重要的关系。我国海洋资源极为丰富，有广阔的海域以及很长的海岸线。因此，我国要充分的利用好这些资源优势，大力开发海洋资源，推动社会的发展，促进经济、科技等全方面的进步，成为世界强国。

但是随着海洋资源的不断开发，大量的资源都处于近海或者深海，要想进一步的发展，需要更多更先进的设施和装备，这对海洋工程的技术有很大的考验。随着海洋工程的不断发展，在利用海洋空间资源时，由多个模块组成的超大型浮体被大量的应用，例如用作海上机场、军事基地、储存设施和供给平台等，但是各个模块之间常常存在相对模块特征长度很小的窄缝。此外，海上操作或施工时，多个船体之间也会有狭缝存在。狭缝内的水体在某些频率的波浪作用下会发生共振现象，导致很大的局部波面升高和整体荷载的突变，从而对海洋结构物本身和相关作业的安全带来影响，严重的威胁到生命安全。因此，研究波浪与多个相邻的箱式结构物的相互作用，也就是研究窄缝对这些浮体结构物水动力的影响，有十分重大的意义。

目前，国内外学者已经就此进行了很多研究，但是波浪与海上结构物的相互作用仍然是海洋工程领域研究的热门课题。苏晓杰等进行了波浪与带窄缝箱体系统作用的非线性数值模拟研究，基于势流理论，应用高阶边界元方法建立了完全非线性二维数值水槽模型，模拟了箱体窄缝内水体的共振频率和共振波高。谭雷等通过二维物理试验，结合边界元法（BEM）及半解析方法，对存在窄缝的双箱结构，在正向线性入射波作用下的流体共振问题开展研究。发现了当入射频率靠近窄缝流体的共振频率时，窄缝内的波高随入射波高的增大而减小。滕斌等采用比例边界有限元方法研究了规则波浪与三箱结构作用下箱体的受力情况，发现共振峰的宽窄主要取决于狭缝宽度，随狭缝宽度的增大而变宽。随吃水深度、狭缝宽度、箱体宽度的增大，共振频率均变小。Miao等采用渐近匹配法研究了带狭缝二维双箱的共振现象，给出了狭缝很小时双箱的理论共振频率。Saitoh等对不同入射波浪作用下两个方箱间窄缝的波高变化进行了试验研究，发现窄缝内最大共振波高可以达到入射波高的5倍。但目前的研究大多数是双箱或者三箱体结构物的研究。

2. 研究的基本内容与方案

(1)基本内容

本论文将对规则波与带窄缝的两箱和三箱系统相互作用问题进行数值模拟研究，重点研究窄缝内对应的共振频率和波面升高，以及箱体的受力情况。通过与相应的模型试验数据相比较，验证数值结果的准确性。在本研究中将进一步分析不同布置时（考虑不同狭缝宽度、吃水等的变化）的共振现象。

(2)目标：通过研究分析规则波与多个相邻的箱式结构物之间的相互作用，为工程实践提供一定的指导。

(3)技术方案：在研究中使用的是基于粘性流理论的计算流体力学工具OpenFOAM，OpenFOAM就是一个完全由C 编写，在linux下运行，面向对象的计算流体力学(CFD)类库，采用类似于我们日常习惯的方法在软件中描述偏微分方程的有限体积离散化，支持多面体网格，因而可以处理复杂的几何外形，其自带的snappyHexMesh可以快速高效的划分六面体 多面体网格，网格质量高，支持大型并行计算。简单来说OpenFOAM是一个针对不同的的流动编写不同的C 程序集合，每一种流体流动都可以用一系列的偏微分方程表示，求解这种运动的偏微分方程的代码，即为OpenFOAM的一个求解器。针对一个简单的单相牛顿流体层流运动，icoFoam即可进行求解。

(4)措施：

a.通过文献调查，了解目前对狭缝共振现象相关研究的进展

b.建立数值波浪水槽，熟悉波浪的数值生成技术和消波技术