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摘要：我们在自由衰减跌落试验中研究了球形浮标的升沉运动。我们采用了一种综合方法来研究浮标的振动，包括实验测量和互补的数值模拟。实验是在配备一系列高速运动捕捉摄像机和一组高精度波浪仪的波浪池中进行的。模拟包括三组复杂程度不同的计算。具体来说，在一组计算中，流体体积 (VOF) 方法用于求解重叠网格上的不可压缩两相 Navier-Stokes 方程，而其他组中的计算则基于 Cummins 和质量弹簧阻尼器模型，这两个模型都植根于线性势流理论。实验数据与 VOF 模拟结果之间表现出极好的一致性。尽管准确性较低，但这两个降阶模型的预测也被发现相当可信。关于浮标的运动，所得结果表明，浮标从大约等于其静态平衡吃水高度（约为其半径的 60%）释放后，经历了近乎谐波阻尼的振动。进行的分析表明，浮标的吃水长度对振动的频率和衰减率有很大影响。例如，与平衡状态下半浸没的相同尺寸的球形浮标（即吃水等于半径）相比，测试浮标的振动周期大约短 20%，其振动幅度衰减速度几乎是每个周期的两倍。总体而言，本研究为浮球的运动响应提供了更多见解，可用于优化能量提取浮标设计。
球形浮标的自由衰减升沉运动
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