聚焦波浪與圓柱作用的數(shù)值模擬.pdf

1、本文基于Fluent軟件對(duì)聚焦波浪與圓柱作用的物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)聚焦波的波面、水動(dòng)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)。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　⑴通過(guò)模擬線性規(guī)則波浪對(duì)數(shù)值水槽的造波方法、消波方法、計(jì)算格式設(shè)置、邊界條件設(shè)置進(jìn)行了驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)不同波長(zhǎng)處的波面時(shí)間過(guò)程進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)推板造

2、波法和源項(xiàng)造波法，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(jì)。采用推板造波，對(duì)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(jì)算的時(shí)間步長(zhǎng)與波浪參數(shù)的關(guān)系，給出了設(shè)定時(shí)間步長(zhǎng)和劃分網(wǎng)格尺度的建議值。
　?、朴脭?shù)值計(jì)算模型，對(duì)聚焦波浪生成物理實(shí)驗(yàn)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(guò)數(shù)值模擬和物理實(shí)驗(yàn)不同位置處的波面歷時(shí)曲線對(duì)比，可以看出兩種方法都能較好的模擬聚焦波浪，

3、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(shí)，數(shù)值模擬的聚焦點(diǎn)下的水質(zhì)點(diǎn)速度歷時(shí)曲線也與物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好，驗(yàn)證了用Fluent軟件構(gòu)建的數(shù)值模型的有效性。
　?、菍?duì)聚焦波浪與直立圓柱作用的物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)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(yàn)相同。數(shù)值模擬的不同位置處的聚焦波面歷時(shí)、圓柱不同位置處的點(diǎn)壓力歷時(shí)曲線、聚焦點(diǎn)下的水質(zhì)點(diǎn)速度歷時(shí)曲線和圓柱的正向總力歷時(shí)曲線均與物理實(shí)