波浪与潜堤和水面浮体作用的数值模拟

摘要

波浪运动在自然界中极为常见，与人类的生产活动息息相关。如能准确的计算出物体在波浪中所受的荷载大小，工程人员就能据此设计安全、节能的建筑物和船只，因此波浪与结构物的相互作用已成为海岸海洋工程研究的土要课题之一。由于传统的物模实验成本高、不易改造、受尺寸限制等诸多缺点，近年来随着计算机技术的迅猛发展，通过建立波浪水槽来进行数值仿真实验己经成为不可或缺的一种重要手段。本研究基于不可压黏性流体的N-S方程和VOF方法,以CFD软件FLUENT为基础,构建了二维数值造波消波水池.首先利用仿实验摇板造波研究了波浪越过潜堤后波浪的变化;而后基于动量源项造波方法,建立了前端消波的数值模型,并探讨了水上漂浮的两物体在波浪作用下的共振问题,结果表明共振频率与实验数据吻合良好,同时也指出波浪对物体的最大水平和竖直方向作用力也都是出现在共振频率附近.