數(shù)值水池造波方法研究.pdf

1、造波是船舶與海洋工程領(lǐng)域內(nèi)的一項(xiàng)重要的試驗(yàn)技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)與計(jì)算流體力學(xué)的不斷發(fā)展，以數(shù)值造波技術(shù)為核心構(gòu)建的數(shù)值波浪水池，為船舶及海洋工程結(jié)構(gòu)物在波浪中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的研究提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，因此，數(shù)值造波技術(shù)與數(shù)值波浪水池的研究一直是近年來船舶與海洋工程水動(dòng)力學(xué)界的前沿課題。
　　 本論文利用較成熟的商業(yè)軟件FLUENT，使用VOF方法，結(jié)合RNGκ-ε模型，通過求解Navier-Stokes方程，對(duì)當(dāng)前數(shù)值造波技術(shù)中具有代

2、表意義的仿物理造波方法與源函數(shù)造波方法在二維模式下進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究并對(duì)三維模式下的數(shù)值造波進(jìn)行了初步探討。在仿物理造波的研究中，以真實(shí)水池中最為常見的搖板式造波機(jī)為研究對(duì)象，利用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)與阻尼消波技術(shù)，在數(shù)值水池中模擬了搖板式造波機(jī)生成線性規(guī)則波與不規(guī)則波時(shí)的情況，取得了令人滿意的模擬結(jié)果。在源造波法的研究中，利用在質(zhì)量守恒方程中添加造波源的方法并結(jié)合阻尼消波技術(shù)，在數(shù)值水池中較好地模擬了線性規(guī)則波、不規(guī)則波，Stokes波及孤立

3、波。在對(duì)三維模式下數(shù)值造波的初步探討中，采用UDF宏設(shè)置造波邊界條件的純數(shù)值造波方法生成了在三維數(shù)值水池中正向傳播的Stokes波，此外對(duì)多搖板組成“蛇形運(yùn)動(dòng)”時(shí)生成斜向波的情況進(jìn)行了初步模擬。
　　 本文在二維模式下的數(shù)值造波結(jié)果可以作為研究二維數(shù)值波浪水池中，波浪與結(jié)構(gòu)物相互作用的波浪條件，在三維模式波浪正向傳播的數(shù)值造波結(jié)果可作為簡(jiǎn)單三維問題的波浪條件，但對(duì)斜波的模擬還處于初步探討階段，需要日后進(jìn)一步的研究與改進(jìn)。本文所作