双排立柱结构附近孤立波传播变形数值模拟

论文摘要

基于Navier-Stokes方程运用大涡模拟建立了三维数值波浪水槽,分别模拟了孤立波与并列和交错两种双排立柱结构的相互作用的过程,并通过物理模型实验对比验证了双排立柱结构附近的自由液面、流速和动水压强的变化特征.随后运用校核的模型进一步分析了双排立柱结构附近波浪的反射系数、透射系数、能量耗散系数以及能量耗散系数与拖曳力系数之间的关系,并考虑了不同入射波高和柱间间隙的影响.研究结果表明:并列和交错两种双排立柱结构附近孤立波传播变形的特征总体变化趋势相似:随着圆心距与圆柱直径的比值（间隙比）增大,反射系数和能量耗散系数减小,透射系数增大;随着入射波高与静水深比值（相对入射波高）增大,孤立波的反射系数变化较小且无规则,而透射系数逐渐减小,能量耗散系数逐渐增大;并列双排立柱结构附近的波浪的透射系数大于交错双排立柱结构,而反射系数则小于交错双排柱结构,当间隙比大于2.0时,布置方式对孤立波传播变形的影响可以忽略不计.最后通过回归分析发现两种布置双排立柱结构的平均拖曳力系数与能量耗散系数均存在线性关系.

论文目录

• 1 数值模型的建立
•   1.1 控制方程
•   1.2 造波和消波设置
• 2 模型设置与验证
•   2.1 物理实验设置
•   2.2 数值模型设置
•   2.3 模型校核
• 3 模拟结果分析与讨论
•   3.1 波浪传播变形的计算方法
•   3.2 反射系数
•   3.3 透射系数
•   3.4 能量耗散系数
•   3.5 能量耗散系数与拖曳力系数的关系
• 4 总结

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 姚宇,刘增晟,袁万成,蒋昌波

关键词: 孤立波,双排立柱,波浪传播变形,大涡模拟

来源: 应用基础与工程科学学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 海洋学,地球物理学,水利水电工程

单位: 长沙理工大学水利工程学院,大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,湖南省水沙科学与水灾害防治重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(51679014,51239001),大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室开放课题基金资助项目(LP1510)

分类号: P731.2;TV139.2

DOI: 10.16058/j.issn.1005-0930.2019.05.006

页码: 1008-1018

总页数: 11

文件大小: 1596K

下载量: 70