摘要：為實現(xiàn)波浪傳播的高保真數(shù)值模擬,采用包含單元均值和點值(volume-average/point-value method,VPM)的有限體積法求解納維-斯托克斯方程和具有二次曲面性質(zhì)和高斯積分的雙曲正切函數(shù)(THINC method with quadratic surface representation and Gaussian quadrature,THINC/QQ)方法來重構(gòu)自由面,建立以開源求解庫OpenFOAM底層函數(shù)庫為基礎的VPM-THINC/QQ模型.在本模型中添加推板造波法實現(xiàn)波浪的產(chǎn)生功能,采用松弛法實現(xiàn)消波功能,構(gòu)建高精度黏性流數(shù)值波浪水槽.分別采用VPM-THINC/QQ模型和InterFoam求解器(OpenFOAM軟件包中廣泛使用的多相流求解器)開展規(guī)則波的數(shù)值模擬,重點探究網(wǎng)格大小和時間步長等因素對波浪傳播過程的影響,定量地分析波高衰減程度;為驗證本模型的適應性,對長短波進行模擬.結(jié)果表明,在相同網(wǎng)格大小或時間步長條件下,VPM-THINC/QQ模型的預測結(jié)果與參考值吻合較好,波高衰減較少,且無相位差,在波浪傳播過程的模擬中呈現(xiàn)出良好的保真性.本文工作為波浪傳播的模擬研究提供了一種高精度的黏性數(shù)值波浪水槽模型.
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