非周期波浪与直墙作用的非线性数值研究

• 作者: 宁德志 张崇伟 李翔 苏朋
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 非线性波浪 波浪爬高 时域模拟 高阶边界元 GN理论
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 流体力学
• 页码范围: 1042-1049
• 页数: 8页
• 分类号: O353.2
• 字数: 5689字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-16-337

摘要

基于时域高阶边界元方法,建立了完全非线性二维数值波浪水槽,对非周期波浪与直墙的相互作用问题进行了模拟和研究.自由表面满足完全非线性自由水面运动学和动力学边界条件,采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪瞬时自由面流体质点,采用四阶Runge-Kutta法对下一时间步的波面和自由面速度势进行更新.采用加速度式法求解直墙表面速度势的时间导数,对瞬时物体湿表面上的水动力压强积分,得到作用在物体上的瞬时波浪力.首先,将全非线性与Serre-Green-Naghdi(SGN)模型的结果进行了对比分析,发现对于大幅值双入射波问题,仅满足弱色散关系的SGN模型大大低估了最大波浪爬高;其次,研究了双入射波与直墙的非线性作用问题,发现线性预报对波浪最大爬高有较大低估,而波浪的非线性成分不只导致了自由面爬高的异常增大,也引起了局部自由面的高频振荡,该物理过程中,直墙所受的波浪载荷,也展示出了与波浪爬高相似的非线性特性;最后,对波浪爬升和波浪力的时间历程进行了频谱分析,发现入射主频波的部分能量传递给了更高频的波浪成分,反映出该问题具有典型的非线性特性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	宁德志	大连理工大学海岸和近海国家重点实验室	64	428	12.0	17.0
2	李翔	大连理工大学海岸和近海国家重点实验室	67	577	13.0	21.0
3	张崇伟	大连理工大学海岸和近海国家重点实验室	4	7	1.0	2.0
4	苏朋	大连理工大学海岸和近海国家重点实验室	2	6	1.0	2.0