隨著陸地能源資源的日益枯竭,人類逐漸把目光投向了占地球表面積70%的海洋,而想獲得這些海洋資源,海洋工程結構物是必不可少的。在海洋工程結構物的設計制造中,其環(huán)境載荷的預報是一個重要環(huán)節(jié)。在海洋中,波浪都是非線性的,平衡態(tài)波是研究非線性波演化的基礎,因此,研究平衡態(tài)波系下結構物的波浪載荷具有重要意義。相比與傳統(tǒng)的物理模型實驗,計算流體力學仿真越來越受到各地從事該領域的科研工作者的歡迎。在諸多計算流體力學軟件中,開源計算流體力學軟OpenFOAM以其鮮明的優(yōu)點受到越來越多的人群使用。本文將基于OpenFOAM構建數(shù)值波浪水池研究平衡態(tài)波系下單圓柱的波浪載荷,主要包括以下幾項內容:（1）基于OpenFOAM的造波工具waves2Foam構建的數(shù)值波浪水池,采用VOF法追蹤自由液面,利用ccm26ToFoam能把Star-CCM強大的網(wǎng)格劃分能力應到構建數(shù)值波浪水池上。（2）利用構建的二維數(shù)值波浪水槽,采用數(shù)值模擬與理論值對比的方法,先從單個斯托克斯波的數(shù)值模擬進行,驗證了構建數(shù)值波浪水池的有效性。再對弱非線性平衡態(tài)波群進行了模擬,驗證該數(shù)值水池在平衡態(tài)波群的模擬的可行性與準確性后,成功利用此... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

OpenFOAM結構示意圖

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文個離散方程都是有限大小體積上某種物理守恒的表示，保證離散方程具有守恒特性[39]。OpenFOAM 的空間離散正是基于該方法進行，物理量的定義在單元體的中心上，控制體單元必須為凸多面體。有限體積離散的相關參數(shù)如下圖所示：

[39]。OpenFOAM 的空間離散正是基于該方法進行，物理量的定義在單元體的中心上，控制體單元必須為凸多面體。有限體積離散的相關參數(shù)如下圖所示：圖 2.1 典型的空間離散后的網(wǎng)格

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于OpenFOAM三維多向畸形波數(shù)值模擬研究[J]. 崔成,嚴冰,左書華.  海洋工程. 2019(01)
[2]波浪對非淹沒豎直圓柱作用的數(shù)值分析[J]. 吳昊,朱際休,廖斌,陳善群.  安徽工程大學學報. 2018(05)
[3]海洋工程中直立圓柱波浪爬升問題的數(shù)值研究[J]. 唐鵬,于定勇,Bai Wei,田艷.  中國海洋大學學報(自然科學版). 2016(10)
[4]基于OpenFOAM的數(shù)值波浪水槽的建立與驗證[J]. 黃鵬飛,張凱,宋呈文,付深堯.  艦船電子工程. 2015(06)
[5]基于OpenFOAM的數(shù)值波浪水槽研究[J]. 劉秀麗,段夢蘭,高攀,鐘超.  復旦學報(自然科學版). 2015(03)
[6]RANS-VOF Solver for Solitary Wave Run-up on A Circular Cylinder[J]. 曹洪建,萬德成.  China Ocean Engineering. 2015(02)
[7]基于OpenFOAM開源程序的無反射數(shù)值波浪水槽[J]. 張博杰,張慶河.  中國港灣建設. 2012(05)
[8]用OpenFOAM實現(xiàn)數(shù)值水池造波和消波[J]. 查晶晶,萬德成.  海洋工程. 2011(03)
[9]海堤越浪的數(shù)值模擬[J]. 周勤俊,王本龍,蘭雅梅,劉樺.  力學季刊. 2005(04)
[10]一種適用于非均勻地形的高階Boussinesq水波模型[J]. 王本龍,劉樺.  應用數(shù)學和力學. 2005(06)

博士論文
[1]海洋工程粘性數(shù)值波浪水池開發(fā)及應用[D]. 曹洪建.上海交通大學 2014

碩士論文
[1]海上風力機波浪載荷計算[D]. 莫凱燚.南京航空航天大學 2017
[2]基于OpenFOAM的主動吸收式數(shù)值波浪水槽研究[D]. 王修亭.天津大學 2015



本文編號：3491843