基于VPM-THINC/QQ模型的波浪高保真模拟

• 作者: 张志杭 王辰 童晨奕 聂隆锋 赵西增
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 高保真 波浪传播 VPM-THINC/QQ模型 规则波 求解器 数值耗散
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 流体力学
• 页码范围: 1043-1053
• 页数: 11页
• 分类号: O353
• 字数: 6267字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-18-454

摘要

为实现波浪传播的高保真数值模拟,采用包含单元均值和点值(volume-average/point-value method,VPM)的有限体积法求解纳维-斯托克斯方程和具有二次曲面性质和高斯积分的双曲正切函数(THINC method with quadratic surface representation and Gaussian quadrature,THINC/QQ)方法来重构自由面,建立以开源求解库OpenFOAM底层函数库为基础的VPM-THINC/QQ模型.在本模型中添加推板造波法实现波浪的产生功能,采用松弛法实现消波功能,构建高精度黏性流数值波浪水槽.分别采用VPM-THINC/QQ模型和InterFoam求解器(OpenFOAM软件包中广泛使用的多相流求解器)开展规则波的数值模拟,重点探究网格大小和时间步长等因素对波浪传播过程的影响,定量地分析波高衰减程度;为验证本模型的适应性,对长短波进行模拟.结果表明,在相同网格大小或时间步长条件下,VPM-THINC/QQ模型的预测结果与参考值吻合较好,波高衰减较少,且无相位差,在波浪传播过程的模拟中呈现出良好的保真性.本文工作为波浪传播的模拟研究提供了一种高精度的黏性数值波浪水槽模型.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵西增	浙江大学海洋学院	27	60	5.0	6.0
2	童晨奕	浙江大学海洋学院	3	0	0.0	0.0
3	聂隆锋	浙江大学海洋学院	3	12	1.0	3.0
4	张志杭	浙江大学海洋学院	1	0	0.0	0.0
5	王辰	浙江大学海洋学院	6	5	1.0	2.0