用CT-VOF法在数值波试验槽中生成线性和非线性波

摘要

为渡水槽中波的模拟和传播提出了二维的数值模型.假设流动的流体为粘性、不可压缩的,并将Navier-Stokes方程和连续性方程作为控制方程.用标准的k-ε模型来模拟紊流流动;用交错网格的有限差分法,离散化Navier-Stokes方程;并用简化的标识和单元(SMAC)方法进行求解.使用活塞型波发生器生成并传播波;数值渡水槽的端部采用敞开式的边界条件.为了证明模型的有效性,进行了一些标准的试验,如顶盖驱动的方腔测试试验、单向的常速度场试验以及干燥河床上的溃坝试验.为了论证方法的性能及其精度,将所生成波的结果与已有波理论的结果进行比较.最后,采用群集技术(CT)生成网格,并提出最佳的网格生成条件.