规则波作用下方形排柱附近水流特性数值模拟

摘要

为研究规则波作用下方形排柱附近流动特性,基于计算流体力学软件FLOW-3D,运用质量源造波方法,离散RNG k-ε方程控制下的雷诺时均Navier-Stokes方程建立无反射三维数值波浪水槽。与物理模型试验结果对比,建立的数值模型性能良好。运用数值计算结果,分析排柱周围自由表面三维运动特征和方形排柱周围速度场与涡量场分布特性,采用无量纲方法分析方形排柱后方波浪透射系数K_(t)的变化规律。结果表明:规则波作用下方形排柱周围流场呈周期性变化规律,最大涡量值在方形排柱单柱的上下游角隅区交替出现。在数值模拟试验范围内,透射系数K_(t)随波陡H_(L)的变化略有波动,但不显著;透射系数K_(t)随相对水深d_(L)的增大逐步减小。