數(shù)值模擬水面波浪及其對(duì)航行環(huán)境的影響.pdf

1、本文通過(guò)不可壓流場(chǎng)求解器和單相l(xiāng)evel set界面追蹤方法的結(jié)合在非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上模擬由水和空氣構(gòu)成的自由界面問(wèn)題。水作為不可壓縮流體，其流場(chǎng)可以通過(guò)不可壓歐拉求解器來(lái)計(jì)算。不可壓歐拉求解器采用Chorin的虛擬壓縮法來(lái)把連續(xù)方程轉(zhuǎn)化為時(shí)間步進(jìn)的形式。通過(guò)這種做法，求解不可壓縮方程時(shí)可以采用各種求解可壓縮方程的成熟的方法。因此，可以采用Roe格式來(lái)進(jìn)行空間離散，時(shí)間項(xiàng)的離散采用隱式的LU-SGS格式。由于水和空氣的巨大密度差，空氣對(duì)水面的

2、作用可以被忽略，從而可以把水面看成是白由界面。因此，采用單相l(xiāng)evel set方法就變得合理了。該方法不考慮空氣方面的流場(chǎng)?？諝鈪^(qū)域的物理量由水區(qū)域的物理量外插得到。Level set方法在計(jì)算域定義了一個(gè)level set函數(shù)。該函數(shù)值是格點(diǎn)到交界面的符號(hào)距離。交界面附近的格點(diǎn)的level set函數(shù)值由level set方程傳輸。其他格點(diǎn)的函數(shù)值由重初值化方程來(lái)決定。傳統(tǒng)的level set方法中的重初值化方程由一個(gè)簡(jiǎn)化了的通過(guò)有限