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长江感潮河段平面二维潮流数值模拟

水运工程 2012年第4期 12-16页

作者：曾小辉李国杰姜昱中交第二航务工程勘察设计院有限公司湖北武汉430071

基于正交曲线网格下的有限体积法,建立河口潮汐的水深平均二维模型,运用Simple算法求解河口潮汐的二维浅水方程。以长江下游江阴水道为计算实例,用"露滩冻结"动边界技术处理方法模拟江阴水道二维潮流场,较好地解决了边滩、浅滩边界随水... 详细信息

基于正交曲线网格下的有限体积法,建立河口潮汐的水深平均二维模型,运用Simple算法求解河口潮汐的二维浅水方程。以长江下游江阴水道为计算实例,用"露滩冻结"动边界技术处理方法模拟江阴水道二维潮流场,较好地解决了边滩、浅滩边界随水位的变动问题。实例和验证结果表明:计算的潮位和潮流过程与实测过程吻合较好,计算的流场合理。对计算结果的前后可视化处理,采用AutoCAD的DXF数据接口生成流场和网格图,以便更好地进行直观分析。

关键词：二维潮流场数值模拟 SIMPLER算法动边界技术

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基于OpenFOAM推板式主动吸收造波数值模拟研究

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基于OpenFOAM推板式主动吸收造波数值模拟研究

作者：刘宣天津大学

学位级别：硕士

随着计算机技术的发展和计算流体力学理论和方法的进步,数值模拟已经成为研究波浪、波浪与建筑物相互作用等问题的有效工具。在众多CFD软件中开源软件OpenFOAM凭借其良好的可拓展性、稳定强大的底层类库、丰富的前后处理接口得到了广大... 详细信息

随着计算机技术的发展和计算流体力学理论和方法的进步,数值模拟已经成为研究波浪、波浪与建筑物相互作用等问题的有效工具。在众多CFD软件中开源软件OpenFOAM凭借其良好的可拓展性、稳定强大的底层类库、丰富的前后处理接口得到了广大学者的青睐。采用动边界进行数值造波可以尽可能地逼近实际造波板运动特性,使数值模拟和物理造波能够结合起来,二者相互验证,推动造波技术不断发展。数值水池为有限尺度的水域,来自域内的反射波在造波板处会形成二次反射波,如果不对二次反射波进行处理,波浪会在水域中反复反射叠加,严重降低模拟的精度和稳定性。因此能够有效消除二次反射波的主动吸收技术应运而生,不同的主动吸收算法可根据不同的反馈信号和控制方程对二次反射波进行有效消除。采用数值模拟的方法对各种主动吸收算法进行验证,能够有效降低物理实验验证成本并可与物理实验相对照,有着重要理论意义和实际工程应用价值。本文基于开源软件OpenFOAM对推板式主动吸收造波进行相关研究,主要成果如下。(1)对OpenFOAM中二相流动网格求解器进行修改,添加了阻尼消波模块实现波浪的被动消波。基于OpenFOAM中动网格基类开发了自定义造波边界,该边界可实现二维、准三维、三维的普通推板式造波,并在二维条件下可实现时域和频域法两种主动吸收式造波。(2)在数值水池尾端为阻尼层消波的情况下,分别进行了二维、准三维、三维各波况的普通推板造波实验。结果表明阻尼消波模块整体表现良好,可对波浪能量进行有效耗散,自定义造波边界也可以较为理想地满足普通推板造波需求。(3)在二维条件下设计了主动吸收频域滤波器,在尾端为全反射直立墙的情况下进行了规则波、不规则波的时域法和频域法主动吸收式造波实验。结果表明在未设置被动消波的条件下与普通推板造波相比,时域和频域法两种主动吸收方法下产生的波浪在稳定性和准确性上均有着明显的提高。最后对两种方法进行对比,发现频域法在慢漂问题的处理和不规则波的吸收效果方面均优于时域法。

关键词： OpenFOAM 数值造波技术动边界技术主动吸收造波数值模拟

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波流共同作用下的二维泥沙数学模型研究

波流共同作用下的二维泥沙数学模型研究

作者：崔洁天津大学

学位级别：硕士

在河口海岸地区,由于波浪和潮流的综合作用,泥沙的运动规律变得更加复杂,波流作用下的泥沙运动仍是当前泥沙数学模型理论的重点研究内容。首先对波流共同作用下的泥沙数学模型、潮流数值模拟中潮间带的动边界问题和水动力学数学模型并... 详细信息

在河口海岸地区,由于波浪和潮流的综合作用,泥沙的运动规律变得更加复杂,波流作用下的泥沙运动仍是当前泥沙数学模型理论的重点研究内容。首先对波流共同作用下的泥沙数学模型、潮流数值模拟中潮间带的动边界问题和水动力学数学模型并行计算技术的相关研究工作进行回顾,而后以基于有限体积法建立的COASTALTOOLs数学模型为基础,在其二维潮流模块（2DTC）中考虑波浪的作用,加入泥沙运动模块（2DST）,建立了泥沙运动数学模型,具体研究工作如下:（1）以原有的COASTALTOOLs模型为基础,将程序中现存的错误和不合理之处（例如泥沙源项计算公式、波流统一角度取值标准、数值计算中逻辑关系等）进行修正,使模型更加完善;（2）在程序中增加泥沙开边界条件,地形更新,波浪场与SWAN耦合的接口,以及OpenMP并行计算等,从而可以更加快速合理地求解波流共同作用下的二维潮流数学模型和泥沙数学模型;（3）在理论方面,改进带有淹没度的连续性方程离散求解过程,并提出一种新的计算动边界的方法,即在整个计算域中求解时不区分干湿单元,控制方程统一求解,使得在干湿交界处干网格和湿网格的物理量计算更加准确;（4）通过对典型算例的数值模拟,考察了在不同的水流波浪条件下泥沙运动的情况,分析不同泥沙源项计算方法对流速、波高以及波向的敏感性;通过对均匀底坡算例的数值模拟,考察了改进的动边界方法的可行性,以及不同水深条件下潮流、波浪和泥沙相关物理量的分布趋势。

关键词：波流共同作用泥沙数学模型动边界技术泥沙源项

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二维动边界潮流输沙及河床变形计算

泥沙研究 1988年第4期 55-63页

作者：张世奇水利水电科学研究院泥沙所

应用不平衡输沙原理,水流方程、泥沙方程均采用ADI法处理,并应用连续动边界技术,建立了二维冲淤计算模型.计算域为非天然的变动水域,滩地上有引潮沟、进排水渠、泵房、挡潮闸及挡墙等水工建筑物,地形复杂,滩槽差大.计算结果同物理模型... 详细信息

应用不平衡输沙原理,水流方程、泥沙方程均采用ADI法处理,并应用连续动边界技术,建立了二维冲淤计算模型.计算域为非天然的变动水域,滩地上有引潮沟、进排水渠、泵房、挡潮闸及挡墙等水工建筑物,地形复杂,滩槽差大.计算结果同物理模型试验结果进行了详尽的对比、验证,特别是有详尽的含沙量过程的验证和冲淤的定量验证,其结果令人满意.

关键词：河床变形输沙动边界技术冲淤计算泥沙研究水流方程二维

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基于CFD的车身造型对汽车扬尘影响分析

农业装备技术 2019年第4期45卷 58-60,62页

作者：张纯包瑞周中升扬州大学机械工程学院

汽车的行驶会带动尘土飞扬而进入大气,而扬尘是空气中悬浮颗粒物的重要组成部分。为减小汽车扬尘对污染的影响。利用流体流动的控制方程及动边界技术,针对高速行驶的汽车,特别是车尾部位进行CFD汽车外流场的数值模拟,并对仿真结果进行... 详细信息

汽车的行驶会带动尘土飞扬而进入大气,而扬尘是空气中悬浮颗粒物的重要组成部分。为减小汽车扬尘对污染的影响。利用流体流动的控制方程及动边界技术,针对高速行驶的汽车,特别是车尾部位进行CFD汽车外流场的数值模拟,并对仿真结果进行分析。根据数值分析的结果,改进车身结构,并进行分析、对比。对比结果表明,合理的车身结构可以明显减少扬尘,降低污染。

关键词：车身造型扬尘动边界技术流场分析

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