波浪场中浮冰摇荡运动特性

• 作者: 朱仁庆 张曦 李志富
• 来源期刊: 哈尔滨工程大学学报
• 关键词: 浮冰 冰缘区 波浪冲洗 运动响应 数值模拟 有限体积法 流体体积函数法 重叠网格
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 页码范围: 1140-1146,1242
• 页数: 8页
• 分类号: U661.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11990/jheu.202005020

摘要

针对冰缘区波浪与海冰相互作用问题,本文在波高一定的情况下,模拟了浮冰在一系列不同波长的规则波中垂荡和纵摇运动.通过关注的波浪冲洗冰体表面现象,其中浮冰运动受到波浪冲洗的干扰不可忽略,对比分析了浮冰在有/无波浪冲洗下的运动响应.利用计算流体力学方法建立三维数值波浪水池,通过有限体积法离散求解流体控制方程,采用VOF法捕捉自由液面,通过重叠网格技术实现浮体运动,同时通过计算流体作用于浮体的合力与合力矩,求解浮冰运动控制方程更新浮冰运动.计算结果表明:当波长较小时,波浪冲洗冰现象较明显,其对浮冰运动的抑制作用也较强.本文的数值模型对北极工程开发提供了一定的参考价值.