聚焦波浪與圓柱作用的數(shù)值模擬.pdf

1、本文基于Fluent軟件對聚焦波浪與圓柱作用的物理實驗進行了數(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、圓柱點壓力和正向總力進行了模擬分析，并研究了聚焦波浪與不同尺度圓柱作用的特點，為今后進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)。主要研究內(nèi)容包括：
　?、磐ㄟ^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)置進行了驗證。通過對不同波長處的波面時間過程進行對比，發(fā)現(xiàn)推板造

2、波法和源項造波法，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。采用推板造波，對不同波浪參數(shù)的線性規(guī)則波浪進行數(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。
　?、朴脭?shù)值計算模型，對聚焦波浪生成物理實驗進行數(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，

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行聚焦波浪與圓柱作用的模擬。同時，數(shù)值模擬的聚焦點下的水質(zhì)點速度歷時曲線也與物理實驗結(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。
　?、菍劢共ɡ伺c直立圓柱作用的物理實驗進行了對應(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壓力歷時曲線、聚焦點下的水質(zhì)點速度歷時曲線和圓柱的正向總力歷時曲線均與物理實