海洋工程水池波浪生成的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著海洋工程的發(fā)展，波浪的物理模擬技術(shù)廣泛地被應(yīng)用于海洋工程模型試驗(yàn)研究。本文以哈爾濱工程大學(xué)海洋工程水池為研究對(duì)象，應(yīng)用FLUENT軟件，以N-S方程為控制方程，基于有限體積法，采用VOF方法捕捉自由表面結(jié)合動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，針對(duì)該水池尺度條件進(jìn)行了波浪生成的數(shù)值模擬。
　　 以二維線性規(guī)則波為例，討論了時(shí)間步長(zhǎng)、網(wǎng)格劃分對(duì)模擬結(jié)果的影響，綜合考慮計(jì)算精度和計(jì)算耗時(shí)的要求，總結(jié)給出了對(duì)于某種期望波浪的模擬條件和要求，并以此條件建立了

2、二維數(shù)值波浪水池模型。
　　 本文完成了線性規(guī)則波、不規(guī)則波以及消波灘上波浪爬高、破碎的數(shù)值模擬，通過(guò)網(wǎng)格的局部合理加密技術(shù)，得到了能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的波場(chǎng)。對(duì)規(guī)則波的數(shù)值模擬，考察了數(shù)值水池中不同位置處的波高時(shí)間歷程和水池內(nèi)的波浪形態(tài)及速度矢量，計(jì)算結(jié)果表明：利用本文方法所造波浪是理想的；在粘性計(jì)算域內(nèi)波浪出現(xiàn)了非線性特性；波浪的速度矢量圖表明流體質(zhì)點(diǎn)的速度隨著水深逐漸減小這也與波浪理論的分析結(jié)果是一致的。
　　 以ITT

3、C雙參譜為靶譜，采用線性疊加的方法對(duì)不規(guī)則波浪進(jìn)行了模擬。利用迭代修正的方法能較好地實(shí)現(xiàn)不規(guī)則波的模擬，經(jīng)與靶譜比較分析，得到了較為理想的不規(guī)則波模擬波能譜?？疾炝怂刂胁煌恢玫牟ɡ藭r(shí)歷、有義波高和平均周期沿波浪傳播方向的分布。
　　 在水池消波灘的數(shù)值模擬中，以試驗(yàn)水池中消波灘尺度，按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算了該結(jié)構(gòu)形式消波灘的反射系數(shù)，并模擬了波浪在消波灘上爬高、破碎現(xiàn)象?？疾炝怂夭煌恢锰幍牟ɡ藭r(shí)間歷程，對(duì)此給出了譜分析結(jié)果。數(shù)