建立精準(zhǔn)的數(shù)值波浪水槽需要選取合適的造波方法、波浪方程和網(wǎng)格尺寸。利用FLUENT流體力學(xué)模型,采用源項(xiàng)法、推板法、速度邊界法3種造波方法,分別建立不同網(wǎng)格尺寸和波陡條件下的數(shù)值波浪水槽。結(jié)合相應(yīng)的波浪理論,比較采用各造波法的數(shù)值一階線性波和二階Stokes波、三階Stokes波效果,得出數(shù)值波傳播特點(diǎn)、適宜網(wǎng)格尺度及波陡對(duì)數(shù)值波效果影響。結(jié)果表明,源項(xiàng)造波法造波的波高沿水槽衰減最快,對(duì)網(wǎng)格尺寸變化最敏感;推板造波法數(shù)值造波效果最好;速度邊界造波法計(jì)算效率最高,數(shù)值波高沿水槽衰減速度最小;在數(shù)值水槽的波浪傳播有非線性作用影響,導(dǎo)致即使造波是線性波,傳播到一定距離后,波面也有非線性變形。 

【文章來源】：水運(yùn)工程. 2020,(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

數(shù)值波浪水槽

使用波況1(波陡H/λ=0.043)、網(wǎng)格b、二階波浪方程，則3種造波方法得出的x=λ處水面變化歷時(shí)曲線如圖2所示。3種模擬結(jié)果都在時(shí)間t=10 s左右達(dá)到穩(wěn)定，之后水面隨時(shí)間規(guī)律性變化，且與理論值吻合良好。模擬得出的x=λ處一個(gè)周期內(nèi)速度和動(dòng)壓強(qiáng)與理論值對(duì)比見圖3。取波峰處時(shí)間為T/4，波谷處時(shí)間為3T/4，可以看出模擬值與理論值基本吻合，說明基于FLUENT建立的數(shù)值波浪水槽可用于波浪與結(jié)構(gòu)物之間相互作用的研究。圖2 3種造波法x=λ處液面歷時(shí)曲線

圖2 3種造波法x=λ處液面歷時(shí)曲線波況1使用推板造波法、二階波浪方程，t=60 s時(shí)水槽末端水質(zhì)點(diǎn)速度矢量分布見圖4。結(jié)果顯示在非消波區(qū)水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度較大，消波區(qū)水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小，最后變?yōu)?，說明消波區(qū)消波效果良好。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3096967