基于FLUENT的垂向二维数值波浪水槽的造波效果

发布时间：2021-03-24 03:26

　　建立精准的数值波浪水槽需要选取合适的造波方法、波浪方程和网格尺寸。利用FLUENT流体力学模型,采用源项法、推板法、速度边界法3种造波方法,分别建立不同网格尺寸和波陡条件下的数值波浪水槽。结合相应的波浪理论,比较采用各造波法的数值一阶线性波和二阶Stokes波、三阶Stokes波效果,得出数值波传播特点、适宜网格尺度及波陡对数值波效果影响。结果表明,源项造波法造波的波高沿水槽衰减最快,对网格尺寸变化最敏感;推板造波法数值造波效果最好;速度边界造波法计算效率最高,数值波高沿水槽衰减速度最小;在数值水槽的波浪传播有非线性作用影响,导致即使造波是线性波,传播到一定距离后,波面也有非线性变形。 

【文章来源】：水运工程. 2020,(03)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

数值波浪水槽

使用波况1(波陡H/λ=0.043)、网格b、二阶波浪方程，则3种造波方法得出的x=λ处水面变化历时曲线如图2所示。3种模拟结果都在时间t=10 s左右达到稳定，之后水面随时间规律性变化，且与理论值吻合良好。模拟得出的x=λ处一个周期内速度和动压强与理论值对比见图3。取波峰处时间为T/4，波谷处时间为3T/4，可以看出模拟值与理论值基本吻合，说明基于FLUENT建立的数值波浪水槽可用于波浪与结构物之间相互作用的研究。图2 3种造波法x=λ处液面历时曲线

图2 3种造波法x=λ处液面历时曲线波况1使用推板造波法、二阶波浪方程，t=60 s时水槽末端水质点速度矢量分布见图4。结果显示在非消波区水质点运动速度较大，消波区水质点运动速度逐渐减小，最后变为0，说明消波区消波效果良好。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LB方法的质量源造波的数值波浪水槽[J]. 周玲玲,丁全林,兰庆琳,方政.  水电能源科学. 2015(03)
[2]三维数值波浪水池的构建和粘性影响研究[J]. 赵艳,朱仁庆,刘珍.  舰船科学技术. 2014(05)
[3]基于FLUENT二次开发的数值波浪水槽[J]. 杨锦凌,孙大鹏.  中国水运(下半月). 2012(05)
[4]海堤越浪的数值模拟[J]. 周勤俊,王本龙,兰雅梅,刘桦.  力学季刊. 2005(04)



本文编号：3096967