基于物理造波和主動(dòng)消波的黏性數(shù)值波浪水槽開發(fā)

摘要：基于推板造波理論和搖板造波理論,在OpenFOAM平臺(tái)上采用重疊網(wǎng)格技術(shù)建立黏性數(shù)值波浪水槽,并使用一種結(jié)合SIMPLE算法和PISO算法的PIMPLE算法對數(shù)值模型進(jìn)行求解。利用開發(fā)的數(shù)值模型通過數(shù)值收斂性測試和網(wǎng)格獨(dú)立性測試分別重點(diǎn)研究了時(shí)間步長、庫朗數(shù)和網(wǎng)格尺寸對數(shù)值精度和計(jì)算效率的影響。并對比研究了此數(shù)值模型分別嵌入層流模型和湍流模型的計(jì)算精度和計(jì)算效率。實(shí)現(xiàn)的規(guī)則波和二階有限振幅波與理論結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合,驗(yàn)證了此黏性數(shù)值波浪水槽的造波和主動(dòng)消波功能。基于二維數(shù)值波浪水槽,進(jìn)一步研究了三維數(shù)值造波,數(shù)值計(jì)算結(jié)果與理論結(jié)果吻合良好。研究結(jié)果不僅驗(yàn)證了重疊網(wǎng)格在二維和三維兩相流體域中求解運(yùn)動(dòng)物體與流場交互的可靠性和正確性,而且為使用此黏性數(shù)值波浪水槽解決更復(fù)雜的海洋工程問題提供了依據(jù)。