波浪与抛石堤相互作用的湍流模拟

摘要

基于微可压缩光滑粒子流体动力学(WC SPH)方法,建立了波浪与可渗海岸防护结构相互作用的数值模型.体积平均和Favre平均纳维-斯托克斯(VAFANS)方程和亚粒子尺度(SPS)湍流模型作为控制方程来描述可渗结构内外的流体运动.数值模型中可渗结构假定为均质多孔介质,通过在动量方程中添加线性及非线性阻力项来模拟固体骨架施加在流体上的阻力.不同介质间的界面视为一个狭长的区域,通过SPH插值使得该区域内孔隙率和流体黏性均匀过渡.通过数值计算研究了波浪在可渗潜堤附近的传播、变形及破碎形态,分析了潜堤内部及周围速度场和涡量场的分布特性,并将数值计算结果与试验值进行了对比.