基于CFD的琼州海峡峡口处潮流场数值模拟

发布时间:2018-01-11 03:01

  本文关键词:基于CFD的琼州海峡峡口处潮流场数值模拟 出处:《大连海事大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:随着CFD技术的日益成熟,在潮流场的数值模拟中的应用越来越广泛。本文基于CFD技术,对琼州海峡峡口处的潮流场进行数值模拟。利用非结构三角形网格进行划分,采用标准κ-ε湍流模型,采用SIMPLEC求解算法。采用上述方法对琼州海峡进行数值模拟,基于峡口南部6个潮流观测站的观测数据与模拟结果对比,结果一致性较高,验证了 CFD技术对该海峡模拟的可靠性。然后对海峡整体数值模拟,并展出大潮期间涨憩、涨急、落憩和落急时刻的流场分布。接着沿峡口中轴线选取12个特征点,数值模拟观测其流速和流向的分布情况。涨潮时,峡口北部沿海地形对流有汇聚作用,致使流速迅速变快,岸壁效应,同时海岸的导流作用迫使水流流向快速向南偏转。峡口南部的地形对水流有汇聚作用,导致岬角西北部流速急剧增大,岸壁效应加剧。在涨潮前期,由于此处地形的汇聚和导流作用,使得涨潮前期从琼州海峡峡口西侧涌来的海水沿着这段海岸流动对这时的落潮流产生冲击,迫使此时落潮流发生向西转向,流向由原来保持的西南偏南快速向西偏转,最后转变成西南偏西。峡口中部属于深水区是海峡中的主流,涨潮时的最大流速可高达1.2m/s,比其他地方流速都快。落潮时,峡口处水流分布均匀。涨潮时,岸边的流速变快,岸壁效应加剧,对近岸航行的船舶有撞向岸边的危险。同时由于流速迅速增大和流向的多变都会对舵效产生影响,近岸自西向东航行的船舶舵效变差,保向性变差;自东向西航行的船舶舵效变好,保向性变好。落潮时峡口水流平稳,对船舶操纵性影响甚微。
[Abstract]:With the increasing maturity of CFD technology, has been applied in the numerical simulation of tidal current field in more widely. Based on the CFD technology, the Qiongzhou Strait gap at flow field numerical simulation. Divided by unstructured grid using the standard k-e turbulence model, using the SIMPLEC algorithm. The numerical method simulation of the Qiongzhou Strait, comparative observation data of 6 tide stations in southern Xiakou observation and simulation results based on the results of high consistency, verified the reliability of the CFD channel simulation. Then the numerical simulation on the whole, and exhibited during the spring tide flood slack, ebb and flow up anxious, anxious moment falls the distribution along the central axis. Then the gap of the 12 points, numerical simulation of distribution of the velocity and direction of observation. At high tide, the northern coastal terrain Xiakou convection convergence effect, resulting in the rapid velocity becomes faster, the shore The wall effect and diversion effect of coast forced flow southwards deflection. The South gap terrain gathering effect on the water, resulting in the northwest Cape velocity increases sharply and the bank effect intensified. At high tide period, due to the topography of the aggregation and diversion effect, the high tide early from the Qiongzhou Strait on the West side of Xiakou rushing waters along this coast flow on the impact of the falling trend, forcing at ebb tide occurred turned westward, to the south by Southwest keep the original rapid westward deflection, and finally into the West southwest. The central area is the mainstream to deep gorge in the channel, the maximum velocity of the tide can be up to 1.2m/s, faster than the other the local flow velocity. At low tide, water gap distribution. At high tide, the flow rate becomes faster, bank effect intensifies, there is danger to the ship to the shore into the coastal waters. At the same time as the flow Speed increases rapidly and the flow of change will affect the efficiency of the rudder, rudder ship offshore sailing from the west to the east to become poor, poor; from east to west of the ship rudder sail better, orientationpreserving becomes good. The ebb gap flow smoothly, influence of ship maneuvering is minimal.

【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U675.12

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本文编号:1407820

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