数值波浪水槽波浪传递性能研究

发布时间：2021-07-02 17:37

　　随着计算机运算能力的快速增长,数值水槽模型成为海洋装备和沿岸工程中越来越重要的研究工具,而波浪传递过程中的衰减情况是衡量数值波浪水槽质量的重要指标。本文通过STARCCM+软件,使用不可压缩流体N–S方程与VOF流体体积法基于传统纯粘流和势粘流相结合的方式建立数值波浪水槽,分析并对比2种数值波浪水槽的性能。结果表明,相比纯粘流数值波浪水槽,基于势粘流相结合的数值波浪水槽的波浪在传递过程中衰减更小,具有更高的稳定性。 

【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(09)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

数值波浪水槽示意图Fig.1Numericalwavetankschematicdiagram表1波浪参数

套网格的同一时刻波面高度情况如图3所示。通过对结果的分析表明，增加网格尺寸会加剧导致波浪的衰减，第1套网格相较于第2和第3套网格数值衰减更明显，且第2和第3套网格模拟下的波浪结果相差不大，综合考虑计算准确度与计算速度，认定网格2为最优网格划分方案，其基本划分尺寸符合Havn提出的网格划分标准。对于时间步长的选取，使用第2套网格并基于势粘流结合理论的数值水槽进行验证，选取L3监测点对图1数值波浪水槽示意图Fig.1Numericalwavetankschematicdiagram图2网格划分情况Fig.2Meshingsituation图3不同网格波面高度Fig.3Wavefrontheightsofdifferentmesh表1波浪参数Tab.1Waveparameters波长/m波高/m周期/m水深/m6.240.226表2网格划分标准Tab.2Meshingstandards参数值波长方向Lx100波高方向Hz20长高比xz<10表3网格参数Tab.3Meshparameters网格x/mz/m网格数量10.10.01251066420.060.00752722430.5250.006536442第42卷苏绍娟，等：数值波浪水槽波浪传递性能研究·63·

。通过对结果的分析表明，增加网格尺寸会加剧导致波浪的衰减，第1套网格相较于第2和第3套网格数值衰减更明显，且第2和第3套网格模拟下的波浪结果相差不大，综合考虑计算准确度与计算速度，认定网格2为最优网格划分方案，其基本划分尺寸符合Havn提出的网格划分标准。对于时间步长的选取，使用第2套网格并基于势粘流结合理论的数值水槽进行验证，选取L3监测点对图1数值波浪水槽示意图Fig.1Numericalwavetankschematicdiagram图2网格划分情况Fig.2Meshingsituation图3不同网格波面高度Fig.3Wavefrontheightsofdifferentmesh表1波浪参数Tab.1Waveparameters波长/m波高/m周期/m水深/m6.240.226表2网格划分标准Tab.2Meshingstandards参数值波长方向Lx100波高方向Hz20长高比xz<10表3网格参数Tab.3Meshparameters网格x/mz/m网格数量10.10.01251066420.060.00752722430.5250.006536442第42卷苏绍娟，等：数值波浪水槽波浪传递性能研究·63·

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数值波浪水槽的圆柱浮标运动仿真与分析[J]. 杨壮滔,张涛,段浩,朱敏.  水下无人系统学报. 2018(03)
[2]基于粘性流船舶数值波浪水池造波和消波方法研究[J]. 廉静静,尹勇,杨晓,高帅.  船舶力学. 2013(Z1)
[3]数值波浪水槽构建与二阶Stokes波仿真[J]. 黄华,邓冰,陈昱松,刘娟.  系统仿真学报. 2012(01)
[4]二维数值水槽波浪生成过程及波浪形态分析[J]. 刘加海,杨永全,张洪雨,李刚.  四川大学学报(工程科学版). 2004(06)



本文编号：3260915