本文關(guān)鍵詞：聚焦波浪與圓柱作用的數(shù)值模擬

  更多相關(guān)文章： 聚焦波浪 直立圓柱 Fluent軟件 水動力特征

【摘要】：本文基于Fluent軟件對聚焦波浪與圓柱作用的物理實(shí)驗進(jìn)行了數(shù)值模擬,對聚焦波的波面、水動力特性和聚焦波浪與直立圓柱作用的波浪涌高、圓柱點(diǎn)壓力和正向總力進(jìn)行了模擬分析,并研究了聚焦波浪與不同尺度圓柱作用的特點(diǎn),為今后進(jìn)一步研究聚焦波浪與其它型式結(jié)構(gòu)物的作用奠定了基礎(chǔ)。首先通過模擬線性規(guī)則波浪對數(shù)值水槽的造波方法、消波方法、計算格式設(shè)置、邊界條件設(shè)置進(jìn)行了驗證。通過對不同波長處的波面時間過程進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)推板造波法和源(?)法,都可以在二維數(shù)值水槽中模擬規(guī)則波,阻尼消波方法有效,波浪的反射影響基本可以忽略不計。采用推板造波,對不同波浪參數(shù)的線性規(guī)則波浪進(jìn)行數(shù)值模擬,探究了網(wǎng)格尺度和計算的時間步長與波浪參數(shù)的關(guān)系,給出了設(shè)定時間步長和劃分網(wǎng)格尺度的建議值。隨后,本文用數(shù)值計算模型,對聚焦波浪生成物理實(shí)驗進(jìn)行數(shù)值模擬,采用了模擬頻譜和模擬波列兩種方法,通過數(shù)值模擬和物理實(shí)驗不同位置處的波面歷時曲線對比,可以看出兩種方法都能較好的模擬聚焦波浪,考慮到模擬波面方法的局限性,本文選用了模擬頻譜的方式進(jìn)行聚焦波浪與圓柱作用的模擬。同時,數(shù)值模擬的聚焦點(diǎn)下的水質(zhì)點(diǎn)速度歷時曲線也與物理實(shí)驗結(jié)果吻合良好,驗證了用Fluent軟件構(gòu)建的數(shù)值模型的有效性。進(jìn)一步對聚焦波浪與直立圓柱作用的物理實(shí)驗進(jìn)行了對應(yīng)的數(shù)值模擬,其中模型尺度和波浪參數(shù)均與物理實(shí)驗相同。數(shù)值模擬的不同位置處的聚焦波面歷時、圓柱不同位置處的點(diǎn)壓力歷時曲線、聚焦點(diǎn)下的水質(zhì)點(diǎn)速度歷時曲線和圓柱的正向總力歷時曲線均與物理實(shí)驗結(jié)果對比良好,同時在點(diǎn)壓力的模擬中還對物理實(shí)驗中的問題進(jìn)行了補(bǔ)充。在驗證數(shù)值模型有效性之后,模擬了聚焦波浪與不同尺度圓柱的作用,對不同波陡,不同相對柱徑聚焦點(diǎn)及圓柱周圍各點(diǎn)的波浪涌高等情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析,研究了聚焦波作用下直立圓柱所受到點(diǎn)壓力和正向總力情況,同時,分析了小尺度圓柱和過渡尺度圓柱所受到的正向總力最大值與Morison公式結(jié)果進(jìn)行了比較。
【關(guān)鍵詞】：聚焦波浪 直立圓柱 Fluent軟件 水動力特征
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV139.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-11
• 1.1 研究背景、意義及目的8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3 本文的主要工作10-11
• 2 數(shù)值水槽驗證11-21
• 2.1 數(shù)值水槽構(gòu)建11-14
• 2.1.1 流體體積法(VOF方法)11
• 2.1.2 UDF概述11
• 2.1.3 數(shù)值阻尼消波11-12
• 2.1.4 數(shù)值造波方法12-14
• 2.2 采用推板式造波模擬線性規(guī)則波14-16
• 2.2.1 計算模型和網(wǎng)格劃分14
• 2.2.2 計算參數(shù)及邊界條件設(shè)置14-15
• 2.2.3 Fluent中檢測波浪數(shù)據(jù)的方法15
• 2.2.4 推板造波數(shù)值計算結(jié)果15-16
• 2.3 采用源造波法模擬線性規(guī)則波16-17
• 2.4 網(wǎng)格尺度對模擬效果影響探究17-20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 3 聚焦波浪的數(shù)值模擬21-33
• 3.1 聚焦波浪的造波方法21-23
• 3.1.1 聚焦波浪的數(shù)值模擬——模擬頻譜21-22
• 3.1.2 聚焦波浪的數(shù)值模擬——模擬波列22-23
• 3.2 數(shù)值水池模型構(gòu)建23
• 3.3 網(wǎng)格劃分23-24
• 3.4 計算參數(shù)與邊界條件設(shè)置24
• 3.5 聚焦波空間波面與水質(zhì)點(diǎn)速度的數(shù)值模擬結(jié)果24-31
• 3.5.1 聚焦波空間波面數(shù)值模擬結(jié)果——模擬頻譜24-26
• 3.5.2 聚焦波空間波面數(shù)值模擬結(jié)果——模擬波列26-27
• 3.5.3 聚焦波空間波面變化27-30
• 3.5.5 聚焦波水質(zhì)點(diǎn)速度數(shù)值模擬結(jié)果30-31
• 3.6 本章小結(jié)31-33
• 4 聚焦波與圓柱作用的數(shù)值模擬33-40
• 4.1 數(shù)值水池模型構(gòu)建33
• 4.2 網(wǎng)格劃分33-34
• 4.3 計算參數(shù)與邊界條件設(shè)置34
• 4.4 模擬結(jié)果34-39
• 4.4.1 聚焦波空間波面及圓柱周圍涌高模擬34-36
• 4.4.2 圓柱周圍壓力模擬結(jié)果36-38
• 4.4.3 圓柱正向總力和聚焦點(diǎn)速度模擬結(jié)果38-39
• 4.5 本章小結(jié)39-40
• 5 聚焦波與不同尺度圓柱作用的模擬研究分析40-55
• 5.1 不同尺度圓柱模型放置后聚焦波波形的變化特點(diǎn)40-42
• 5.2 圓柱周圍涌高分析42-45
• 5.3 圓柱周圍壓力分析45-51
• 5.4 圓柱正向總力分析51-53
• 5.5 本章小結(jié)53-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況59-60
• 致謝60-61

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 羅洵;馬玉祥;;聚焦波浪在潛堤上傳播變形的數(shù)值模擬[J];工程力學(xué);2013年04期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李宏偉;數(shù)值水池造波方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

，

本文編號：718895