共查询到18条相似文献，搜索用时 218 毫秒
1.
非线性波消波及波场分布研究 总被引：1，自引：1，他引：0
本文基于雷诺平均N-S方程,并结合RNG k-e方程建立了粘性数值波浪水槽,对不同波陡、不同相对水深、不同相对波高的非线性规则波的阻尼消波问题和波场分布进行研究。文中提出了两种描述消波区内部阻尼变化的阻尼函数,分别适用于小波陡情形和高波陡情形。研究结果表明,小波陡组消波区可设为一个波长,阻尼系数取10~4～10~5即可满足消波要求,计算结果与实验结果及造波理论吻合良好;高波陡组消波区可设为两个波长,阻尼系数取10~4～10~5亦可满足消波要求,计算结果与实验结果吻合良好。此外,当波陡较小时,波场内反射情况的小幅改变即可对整个波场造成影响,特别是当水深较浅时这种影响极为明显,需谨慎考虑。当波陡较大时,水波能量较高,整个波场沿水波传播方向可观测到明显的衰减现象,在具体试验中需进行考虑。 相似文献
2.
非静压波浪模型是一种近年来得到迅速发展且有望在工程计算中获得广泛应用的波浪模型。为了在非静压波浪模型中实现无反射造波,在连续性方程中添加了质量源项进行域内源造波,并采用阻尼消波方法进行数值消波。数值算例结果表明,所建立的无反射造波方法可以较好地避免非静压波浪数学模型中的二次反射,实现长时间稳定波浪模拟。 相似文献
3.
数值波浪水槽技术是一种新兴的水波动力学数值模拟技术, 它能够实现水波现象的精确模拟。作为数值波浪水槽的一个重要功能, 消波技术被用于消除传入波浪在水槽末端的反射效应, 以防止反射波对有效实验区域的污染, 从而保证特定要求的水波实验的精确性。目前被广泛采用的消波技术可分为阻尼消波区和主动消波器两类。 相似文献
4.
数值水槽内的阻尼消波和波浪变形计算 总被引：11，自引：3，他引：8
采用时域内对波面运动位置追踪的边界元方法,建立了一种非线性波浪变形计算的三维数值模式,并借助Spongelayer阻尼消波和Sommerfeld放射条件相匹配的处理方式,开发了一条三维非线性波的数值造波水槽,进而对水槽内的Stokes波进行了波浪变形计算。 相似文献
5.
6.
数值波浪水槽技术是一种新兴的水波动力学数值模拟技术,它能够实现水波现象的精确模拟。作为数值波浪水槽的一个重要功能,消波技术被用于消除传入波浪在水槽末端的反射效应,以防止反射波对有效实验区域的污染,从而保证特定要求的水波实验的精确性。目前被广泛采用的消波技术可分为阻尼消波区和主动消波器两类。阻尼消波区的原理是通过设定特定计算区域的阻尼项来达到削弱传入该区域波动的目的。作为被动式消波技术,阻尼消波易于实现,且具有较好的消波效果,它能够很好地吸收波长小于阻尼区长度的波动,但是对于波长大于阻尼区长度的波动则不能… 相似文献
7.
针对波浪能转换装置(WEC)研究重点主要集中在能量捕获效率方面,而忽略其附带的消波功能的问题。基于Open FOAM程序,建立垂荡浮子式波浪能发电装置与桩式约束的浮式防波堤的集成系统(OBC-FB)。主要研究WEC中的重要组件动力输出系统(PTO)对集成系统波能捕获效率及消波性能的影响。分析流体黏性影响下线性PTO系统的最优PTO阻尼特性。开发非线性电磁阻尼模型与线性PTO系统性能进行比较。结果显示,考虑黏性影响下线性的最优PTO阻尼系数略大于无黏的理论值;适当增大PTO阻尼系数可以获得更大的波能捕获宽度比(CWR),从而可以保证装置单位特征尺寸的波能转换效率更高,同时可以在更宽波况范围保证消波性能;相较于线性PTO阻尼系统,非线性电磁PTO阻尼系统可以更好地兼顾波能捕获效率和消波性能。因此,在OBC-FB集成系统的优化设计中,PTO阻尼系统是一个重要的优化参数。 相似文献
8.
基于推板造波理论和摇板造波理论,在Open FOAM平台上采用重叠网格技术建立黏性数值波浪水槽,并使用一种结合SIMPLE算法和PISO算法的PIMPLE算法对数值模型进行求解。利用开发的数值模型通过数值收敛性测试和网格独立性测试分别重点研究了时间步长、库朗数和网格尺寸对数值精度和计算效率的影响。并对比研究了此数值模型分别嵌入层流模型和湍流模型的计算精度和计算效率。实现的规则波和二阶有限振幅波与理论结果和试验结果吻合,验证了此黏性数值波浪水槽的造波和主动消波功能。基于二维数值波浪水槽,进一步研究了三维数值造波,数值计算结果与理论结果吻合良好。研究结果不仅验证了重叠网格在二维和三维两相流体域中求解运动物体与流场交互的可靠性和正确性,而且为使用此黏性数值波浪水槽解决更复杂的海洋工程问题提供了依据。 相似文献
9.
不规则波Boussinesq型方程的造波,消波和反射 总被引：5，自引：1，他引：4
对前人提出的造波、消波和反射边方法分析表明,其方法是极浅水波近似,不适用于任意水深的水域,本文就任意水深变化Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ型方程,提出了不规则波新的造波原理、方法和消波边界及部分反射边界波动方程,试验表明,本文提出的造波、消波和反射方程有效而可靠的。 相似文献
10.
11.
数值波浪水槽是研究波浪及波浪与结构相互作用的常用工具，可在真实尺度下产生波浪，并提供流场的详细数据。然而，大部分数值波浪水槽都存在数值耗散和数值色散问题，数值耗散使波能缓慢消散，数值弥散在波传播过程中使波频移。本文在有限差分法（FDM）求解欧拉方程的基础上，提出了一种抑制数值耗散效应的简单方法，考虑阻尼项的影响，对波的传播解进行了解析求解。该方法的主要思想是在动量方程中附加一个源项，其强度由数值阻尼效应的强度决定。本文通过对规则线性波、Stokes波和不规则波的数值模拟，验证了该方法的有效性。结果表明，本文方法可有效减小数值波浪水槽中存在的数值耗散现象。 相似文献
12.
利用完全非线性数值波浪水槽技术研究水下平板与波浪的相互作用。假定水下平板厚度极薄、刚性,位于有限水深并且非常接近自由水面。应用四阶龙格库塔方法追踪每一时刻的波面形状,采用阻尼层来吸收反射波以保证算法的稳定性,同时引入平滑和重组的方法抑制自由表面控制点的较高梯度。通过对波浪与浮动圆柱相互作用的数值模拟证实了数值波浪水槽方法的有效性,计算结果与线性理论吻合良好。在波浪数值水槽方法中引入造波板模拟波浪产生并与水下平板发生相互作用,应用傅立叶解析方法对波面变形、波浪力作了分析。结果表明在板非常接近自由水面的情况下会表现出现很强的非线性,揭示了线性理论的局限性。 相似文献
13.
Application of desingularized approach to water wave propagation over three-dimensional topography 总被引：1，自引：0，他引：1
A numerical approach based on desingularized boundary element method and mixed Eulerian–Lagrangian formulation [Zhang et al., 2006. Wave propagation in a fully nonlinear numerical wave tank: a desingularized method. Ocean Engineering 33, 2310–2331] is extended to solve the water wave propagation over arbitrary topography in a three-dimensional wave tank. A robust damping layer applicable for regular and irregular incident waves is employed to minimize the outgoing wave reflection back into the wave tank. Numerical results on the propagation of regular and irregular incident waves over the flat bottom and linear incident waves over an elliptical shoal show good concurrence with the corresponding analytical solutions and experimental data. 相似文献
14.
本文用有限元法配合时步处理来求解三维非线性水波的绕射问题,自由表面条件和物面条件都满足到二阶,采用人工阻尼区来吸收反射波,流场内的速度势通过求解有限元方程得到。对垂直圆柱体的绕射问题进行了计算,得到了自由表面波高时间历程和圆柱所受到的波浪力,计算结果和有关文献的理论计算结果进行了比较。 相似文献
15.
Numerical simulation of non-linear regular and focused waves in an infinite water-depth 总被引：3，自引：0，他引：3
Inviscid three-dimensional free surface wave motions are simulated using a novel quadratic higher order boundary element model (HOBEM) based on potential theory for irrotational, incompressible fluid flow in an infinite water-depth. The free surface boundary conditions are fully non-linear. Based on the use of images, a channel Green function is developed and applied to the present model so that two lateral surfaces of an infinite-depth wave tank can be excluded from the calculation domain. In order to generate incident waves and dissipate outgoing waves, a non-reflective wave generator, composed of a series of vertically aligned point sources in the computational domain, is used in conjunction with upstream and downstream damping layers. Numerical experiments are carried out, with linear and fully non-linear, regular and focused waves. It can be seen from the results that the present approach is effective in generating a specified wave profile in an infinite water-depth without reflection at the open boundaries, and fully non-linear numerical simulations compare well with theoretical solutions. The present numerical technique is aimed at efficient modelling of the non-linear wave interactions with ocean structures in deep water. 相似文献
16.
Recently the numerical wave tank has become a widely-used tool to study waves as well as wave-structure interactions, and the wave-absorbing method is very important as its effect on the quality of waves generated. The relaxation method and the derived momentum source method are often utilized, however, the damping weight is constant during calculation and repeated trials are required to obtain an acceptable wave-absorbing effect. To address the above- mentioned issues, a conserved wave-absorbing method is developed. The damping weight is determined by solving the mass conservation equation of the absorbing region at every time step. Based on this method, a two-dimensional numerical wave tank is established by using the VB language to simulate various waves by which the validation of this method is evaluated. 相似文献
17.
缓坡方程是描述近岸波浪运动较好的数学模型之一。在发展的自适应有限元求解缓坡方程的基础上,采用迭代求解的方法,确定波浪相对于边界的入射方向,从而对边界条件进行改进,建立了求解缓坡方程的数值计算模型。典型算例表明,考虑波浪相对于边界的入射角度后,模型可以更好地模拟吸收波浪边界,同时对多向波对双突堤的绕射进行了模拟研究,与试验结果比较表明,所建立的数值计算模型能够适用于多向不规则波传播过程的模拟研究。 相似文献
18.
本文对振荡水柱波能装置的水柱做了时域计算，研究了内水柱在气室处于封闭状态、有阻尼状态和无阻尼状态下的动力响应。得出了相应的波浪载荷，并对波能装置的几种保护措施作了探讨。数值结果表明，带有阻尼的气室不能有效地阻止内水柱的运动，将使结构承受危险载荷的打击；全封闭的气室能有效地阻止内水柱的运动，但可能使气室里产生高压；收缩口与破浪锥联合作用，可以消耗水柱的动能，大大地减少载荷，是一种有前途的保护措施。 相似文献