椭圆余弦波作用下沙纹床面切应力特征

摘要

采用OpenFOAM开源程序包建立数值波浪水槽,对椭圆余弦波作用下沙纹床面切应力特性进行研究.结果表明,一个波周期内涡动首先产生于沙纹背浪侧,并沿背水坡抬升至沙纹峰以上,继而向上游移动,上溯至最大位置后,在下一个波周期影响下转向下游移动直至完全耗散;椭圆余弦波作用下,近底层水体会对沙纹峰迎浪侧和背浪侧的床沙施加一个方向相反的较大作用力,且迎水坡上切应力的波动频率大于背水坡;研究工况范围内(λ/a=1.2～2.0)床面切应力变化未产生明显的差异,不同相位时刻的正负极值切应力均呈现先减小后增加的趋势,约在ωt=240°附近时刻出现极小值.