發(fā)布時(shí)間：2021-07-02 17:37

　　隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的快速增長(zhǎng),數(shù)值水槽模型成為海洋裝備和沿岸工程中越來(lái)越重要的研究工具,而波浪傳遞過(guò)程中的衰減情況是衡量數(shù)值波浪水槽質(zhì)量的重要指標(biāo)。本文通過(guò)STARCCM+軟件,使用不可壓縮流體N–S方程與VOF流體體積法基于傳統(tǒng)純粘流和勢(shì)粘流相結(jié)合的方式建立數(shù)值波浪水槽,分析并對(duì)比2種數(shù)值波浪水槽的性能。結(jié)果表明,相比純粘流數(shù)值波浪水槽,基于勢(shì)粘流相結(jié)合的數(shù)值波浪水槽的波浪在傳遞過(guò)程中衰減更小,具有更高的穩(wěn)定性。 

【文章來(lái)源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(09)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

數(shù)值波浪水槽示意圖Fig.1Numericalwavetankschematicdiagram表1波浪參數(shù)

套網(wǎng)格的同一時(shí)刻波面高度情況如圖3所示。通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析表明，增加網(wǎng)格尺寸會(huì)加劇導(dǎo)致波浪的衰減，第1套網(wǎng)格相較于第2和第3套網(wǎng)格數(shù)值衰減更明顯，且第2和第3套網(wǎng)格模擬下的波浪結(jié)果相差不大，綜合考慮計(jì)算準(zhǔn)確度與計(jì)算速度，認(rèn)定網(wǎng)格2為最優(yōu)網(wǎng)格劃分方案，其基本劃分尺寸符合Havn提出的網(wǎng)格劃分標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于時(shí)間步長(zhǎng)的選取，使用第2套網(wǎng)格并基于勢(shì)粘流結(jié)合理論的數(shù)值水槽進(jìn)行驗(yàn)證，選取L3監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)圖1數(shù)值波浪水槽示意圖Fig.1Numericalwavetankschematicdiagram圖2網(wǎng)格劃分情況Fig.2Meshingsituation圖3不同網(wǎng)格波面高度Fig.3Wavefrontheightsofdifferentmesh表1波浪參數(shù)Tab.1Waveparameters波長(zhǎng)/m波高/m周期/m水深/m6.240.226表2網(wǎng)格劃分標(biāo)準(zhǔn)Tab.2Meshingstandards參數(shù)值波長(zhǎng)方向Lx100波高方向Hz20長(zhǎng)高比xz<10表3網(wǎng)格參數(shù)Tab.3Meshparameters網(wǎng)格x/mz/m網(wǎng)格數(shù)量10.10.01251066420.060.00752722430.5250.006536442第42卷蘇紹娟，等：數(shù)值波浪水槽波浪傳遞性能研究·63·

。通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析表明，增加網(wǎng)格尺寸會(huì)加劇導(dǎo)致波浪的衰減，第1套網(wǎng)格相較于第2和第3套網(wǎng)格數(shù)值衰減更明顯，且第2和第3套網(wǎng)格模擬下的波浪結(jié)果相差不大，綜合考慮計(jì)算準(zhǔn)確度與計(jì)算速度，認(rèn)定網(wǎng)格2為最優(yōu)網(wǎng)格劃分方案，其基本劃分尺寸符合Havn提出的網(wǎng)格劃分標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于時(shí)間步長(zhǎng)的選取，使用第2套網(wǎng)格并基于勢(shì)粘流結(jié)合理論的數(shù)值水槽進(jìn)行驗(yàn)證，選取L3監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)圖1數(shù)值波浪水槽示意圖Fig.1Numericalwavetankschematicdiagram圖2網(wǎng)格劃分情況Fig.2Meshingsituation圖3不同網(wǎng)格波面高度Fig.3Wavefrontheightsofdifferentmesh表1波浪參數(shù)Tab.1Waveparameters波長(zhǎng)/m波高/m周期/m水深/m6.240.226表2網(wǎng)格劃分標(biāo)準(zhǔn)Tab.2Meshingstandards參數(shù)值波長(zhǎng)方向Lx100波高方向Hz20長(zhǎng)高比xz<10表3網(wǎng)格參數(shù)Tab.3Meshparameters網(wǎng)格x/mz/m網(wǎng)格數(shù)量10.10.01251066420.060.00752722430.5250.006536442第42卷蘇紹娟，等：數(shù)值波浪水槽波浪傳遞性能研究·63·

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于數(shù)值波浪水槽的圓柱浮標(biāo)運(yùn)動(dòng)仿真與分析[J]. 楊壯滔,張濤,段浩,朱敏.  水下無(wú)人系統(tǒng)學(xué)報(bào). 2018(03)
[2]基于粘性流船舶數(shù)值波浪水池造波和消波方法研究[J]. 廉靜靜,尹勇,楊曉,高帥.  船舶力學(xué). 2013(Z1)
[3]數(shù)值波浪水槽構(gòu)建與二階Stokes波仿真[J]. 黃華,鄧冰,陳昱松,劉娟.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2012(01)
[4]二維數(shù)值水槽波浪生成過(guò)程及波浪形態(tài)分析[J]. 劉加海,楊永全,張洪雨,李剛.  四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2004(06)



本文編號(hào)：3260915