三维数值波流水槽的构建及验证

文章基于Reynolds平均的Navier-Stokes(RANS)方程,建立波流联合作用的三维数值水槽,在上游边界采用速度入口的方式造波和造流,在下游采用动量源项的方法进行消波,并对三维数值水槽的瞬时波面和速度分布进行了考察。结果表明:采用速度入口造波流和明渠出口出流的方法,数值水槽能够保证波浪传播的完整性和规则性,整个水槽的流量守恒,液面不会出现抬升的现象。源项消波的方法可以快速使得波面变得平静,上游传递过来的波流场会迅速过渡为均匀流的形态,消除了波浪反射对上游波流场的影响。还对比了不同位置处沿水深方向的速度时均分布,整体来看在中上游位置处速度分布与纯流及波流实验数据吻合较好,而在下游靠近消波段的位置,由于消波作用影响,导致上部流速减小。