【摘 要】
:
针对Liu和Fang推导的双层Boussinesq水波方程,在非交错规则均匀网格下,建立了基于混合四阶Adams-Bashforth-Moulton格式时间步进的立面二维有限差分模型.首先,数值模拟了常水深线性波、非线性波浪的传播变形,通过将数值解与解析解比较来检验模型在色散性、变浅性、非线性以及速度剖面的精准性,结果表明,数值模型具有良好的线性与非线性特征.其次,数值模拟了常水深聚焦波群传播变形
【机 构】
:
大连海事大学交通运输工程学院,大连116026 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连,1
【出 处】
:
第三十届全国水动力学研讨会暨第十五届全国水动力学学术会议
论文部分内容阅读
针对Liu和Fang推导的双层Boussinesq水波方程,在非交错规则均匀网格下,建立了基于混合四阶Adams-Bashforth-Moulton格式时间步进的立面二维有限差分模型.首先,数值模拟了常水深线性波、非线性波浪的传播变形,通过将数值解与解析解比较来检验模型在色散性、变浅性、非线性以及速度剖面的精准性,结果表明,数值模型具有良好的线性与非线性特征.其次,数值模拟了常水深聚焦波群传播变形,计算结果与实验数据的吻合程度较好.最后,设计了一组从深水到波浪破碎前水深的波浪演化实验,并讨论了方程中非线性对数值结果的影响.
其他文献
在重力溢流式低湍流度循环水洞中,采用高时间分辨率粒子图像测速技术(TRPIV),对沟槽-超疏水复合壁面的湍流边界层减阻机理进行了实验研究.这种减阻壁面综合了沟槽减阻和超疏水减阻两种被动减阻技术的优势.以300Hz的拍摄频率,测量了光滑壁面(P),超疏水壁面(SH),沟槽壁面(R)和沟槽-超疏水壁面(RS)四种壁面的平板湍流边界层瞬时速度场的时间序列样本,实验基于动量厚度和自由来流速度的雷诺数Reθ
为了应对持续增长的能源需求和使用化石能源引发的环境问题,世界各国都在寻求开发可再生能源.波浪能作为海洋可再生能源的一种吸引了世界各海洋国家的关注.在众多的波浪能转换技术中,振荡水柱(OWC)式波能装置被广泛认可为最先进技术之一.关于在OWC水动力特性的研究中,绝大部分都是基于单气室OWC装置,然而该装置只有波浪频率在其共振频率附近时才是高效的.为了提高装置的能量转换效率和在更宽波频条件下吸收波能的
针对喷水推进泵水动力性能,设计了喷水推进泵模型,在空泡水洞中对进速系数J=0.2~1.0下全湿及空泡工况下推力、扭矩等进行了测量,并使用高速摄影对空泡形态进行观测.为研究喷水推进泵的数值模拟方法,实验室组织了喷水推进技术研讨会,共14个团队就喷水推进泵模型水动力特性开展了背靠背的数值模拟,以对数值计算方法进行验证.各团队采用不同的软件使用RANS方法对全湿流动进行了模拟,获取了流场及外特性.本文对
为实现波浪的超长距离传播和调制演变过程,本文提出了一种高保真的黏性数值波浪水槽.分别采用包含单元均值和点值的有限体积法求解纳维斯托克斯方程、具有二次曲面性质和高斯积分的双曲正切函数(THINC/QQ)方法来重构自由面,建立以OpenFOAM底层函数库为基础的VPM-THINC/QQ数学模型.在300米长的水槽中对波群进行模拟,得到波群的长时间演化过程,并与文献结果进行对比.结果表明本文开发的高精度
为了研究倾斜圆柱体入水流体动力特性,采用大涡湍流模型(LES)、VOF均值多相流模型以及重叠网格技术,对倾斜圆柱体入水过程开展数值仿真研究.计算结果表明:倾斜圆柱体入水头空泡闭合时间几乎等于常数tds2g/D≈3.1,初始速度和倾角的影响较小.圆柱体入水轨迹均呈现先向x-方向移动后向x+方向移动的变化规律.圆柱体倾角在入水初期(vot/D<2)受入水冲击的影响较小,随后随圆柱体下降快速增加.空泡闭
本研究采用IB-LBM方法研究颗粒在幂律流体剪切流场中的运动和分布.研究结果表明,颗粒在剪切变稀流体中容易偏离中线平衡位置,而在剪切增稠流体中则趋向于中线.在剪切交稀流体中,颗粒在较低雷诺数时便可形成具有均匀间距的排列,在高雷诺数时颗粒的间距将发生波动;当幂律指数为0.8时,颗粒的间距呈正弦式规律变化.当流场雷诺数小于临界雷诺数时,颗粒形成具有均匀间距的排列,且雷诺数越大,间距越小.幂律指数越小,
本文研究了三维细长弹体以固定速度垂直入水问题,研究范围被限制在表面闭合优先于深闭合发生情况下的空气腔形成阶段.建立了弹体发射实验装置,通过高速相机拍摄了入水过程的时序图像.还在开源流体力学平台OpenFOAM(R)上开发了基于压力的可压缩多相求解器,用于开展入水流场特性数值模拟研究,采用数值计算得到的空泡形态与实验结果吻合良好.本文讨论了在不同佛汝德数工况下,弹体阻力系数、压力分布、空腔轮廓和流动
本研究采用单相流模型和DPM模型(欧拉—拉格朗日离散相模型)分别模拟了Cu-水纳米流体在水平圆管内流动换热的特性.模拟结果得出DPM模型相对于单相流模型具有更高的准确性.并从纳米流体热物性以及纳米粒子微运动两种角度分析了纳米粒子强化流动换热的原因:纳米流体强化换热不仅仅是热物性的提高,同时也是纳米粒子微运动强化了动量和能量的交换,增强换热.
本研究采用一种等效移动振荡质量源来模拟有限深分层流体中运动物体的尾流效应,结合内波本征值问题及Fourier变换等方法,得到了计算有限深分层流体中移动振荡源生成内波垂向位移场和流场的表达式.此法适用于有限深度中的任意分层流体.利用该理论模型,对两层密度分层流体和不同浮频率的线性分层流体进行了数值模拟.针对物体运动速度、分层强度、振荡频率对尾迹内波的波形、波幅的影响进行了分析,发现除了运动速度外,分
本研究使用开源计算流体力学类库OpenFOAM对密度分层环境中的气泡浮射流问题进行数值模拟,研究截面上液相垂向速度和气相分数的分布规律.数值模拟结果很好地再现了气泡浮射流的双羽流结构,并与试验数据吻合良好.数值结果表明,当环境流体密度均匀时,液相垂向速度和气相分数在横截面上呈高斯分布;当环境流体密度分层时,气泡浮射流卷吸的流体会在一定高度剥离下沉,形成双羽流结构,此时气相分数的分布与高斯分布吻合较