基于Fluent的二维非线性数值波浪水槽构造及验证

摘要

本文旨在波浪水槽中得到稳定、可重复的波动过程,提高海洋工程相关问题的研究效率,应用基于N-S方程和VOF自由面捕捉方法的Fluent软件建立了同时具有造波和消波功能的二维数值波浪水槽.采用基于势流理论的二阶Stokes波,利用Fluent用户自定义函数(UDF)定义边界水质点速度生成入射波;同时,针对数值波浪水槽末端区域,通过在动量方程中添加人工阻尼源项的方法实现动量源项消波.文中通过改变空间网格密度及时间步长,验证了二维数值波浪水槽的合理性及有效性.通过与Luo等得出的波浪力结果对比,及模拟得到的OWC气室压强初步结果,保障了本文建立的二维数值波浪水槽可作为波-结构相互作用及波浪能吸收装置数值研究的有效工具.