不规则波浪的数值模拟
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Ｋｅ ｒ ｓ ｕ ｒｃ ｌ ｖ ａ ｋ ｄ ｎ ｍｉ ｓ ； ｙ ｗｏ ｄ ：ｎ ｍｅｉａ ｅｔｎ ； ｙ ａ ｃｍｅ ｈ ＶＯＦ ｍｅｈ ｄ Ｊ ｗａ ｔｏ ； ＯＮＳ ＡＰ ｓ ｅ ｔｕ Ｗ ｐ ｃｒ ｍ
１ 引 言
随着计算 机技 术 的发展 ， 立数值 水池应 用 于数值模 拟 的条件 越来 越成 熟 。与物模 实验 相 比数 值 建 水 池 具有 经济 性 高 、 触 点 测量 流 场 、 无 比尺 效应 小 、 除物 模 中由传感 器 尺 寸及 模 型 变形 等 因素对 流 消
积分 方 程方 法 （ Ｉ Ｍ） Ｂ Ｅ 的源 造 波方 法 （ ｕｃ ｅ ｅ ｔ ｎ ， ｓ ｒｅｇｎ ｒ ｉ ） 即在 计 算 域 内设 置 一 造波 源 ， ｏ ａｏ 在源 项两 边 同 时产 生方 向相反 的两 列波 ， 源项 处可 透过 波浪遇 建筑物 形成 的反射 波 。
速度 的 限制。王 永学 【 于线 性造 波机 理论 在水 池 的一端 设 置 了可吸 收式 造 波边 界条 件 ， 】 １ 基 造波板 的运
动 除 了产 生行进 波外 ， 同时还产 生一 个抵 消反射 波 的局部 波动 。Ｂｏｓｎ和 Ｌ ｒ ｎ１ 出 了适 合 于边 界 ｒｒｅ ａｓ ｔ ｅ２ 提
不规则 波浪 的数值模拟
梁修 锋 ，杨建 民 ，李 欣 ，李 俊
（ 海 交 通 大 学 海 洋工 程 国家 重 点实 验 室 ，上海 ２ ０ ３ ） 上 ０ ０ ０
摘 要 ： 良的 波 浪 环境 条件 是 研 究 非 线 性 波 浪 和浮 式 结 构 物 相互 作 用 问题 的 基 础 。文 章 在 数 值 波 浪水 池 中对 不 优
中 图分 类 号 ： ６ １ Ｕ６． ７ 文 献标 识 码 ： Ａ
Ｎｕ ｅ ｉ ａ ｉ ｕｌ ｔｏ ｆｉ ｒ ｇ ｌ ｒ ｗａ ｅ ｍ ｒ ｃ ｌｓｍ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｅ ｕ ａ ｖ
ＬＡＮＧＸｉ－ｅ ｇ Ｙ Ｇ Ｊ ｎ ｍ ｎ Ｌ ｘｎ Ｌ ｊ ｎ Ｉ ｕｆ ｎ ， ＡＮ ｉ － ｉ， Ｉ ｉ， ｌ ｕ ａ
场 的影 响 、 获得较 详 细的 流场 信息 等优 点 。但是 目前 数值 水池 的端 部 反射 问题 ， 其是 造波 板的二 可 尤
次 反射 限制 了数值水 池 的应用 。 常 的处理方 法是 在二 次反射 到达 结构 物之 前停 止实 验 ， 通 或模 型宽度
设计 得 比水池 的宽度 ｔ ￣ ， 数 值模 拟 意味着 需要 大量 增 加计 算 区域 ， Ｊ 多 对 ｑｌ 这受 到计 算 机 内存及计 算机
第 １ 第 ５期 ４卷
２１ ０ ０年 ５月
文 章 编 号 ：１０ — ２ ４ ２ １ ）５ ０ ８ — ６ ０ ７ ７ ９ （０ ００ — ４ １０
Βιβλιοθήκη Baidu
船 舶力 学
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｈｐ Ｍｅ ｈ ｎｃ ｏ ｒ ａ ｆ ｉ ｃ ａ ｉｓ Ｓ
Ｖｏ ．４ １１ Ｎｏ５ ．
Ｍ ａ ０１ ｙ２ ０
规 则 波 浪 进 行 了数 值 模 拟 ， 波 通 过 摇 板 的运 动实 现 ， 波 通 过 在 水 池 后 段 设 置 消 波 区实 现 ， 造 消 自由 液 面 由 Ｖ Ｆ Ｏ 方 法捕 捉 。对 计 算 所 得 的 波 浪 时历 进 行 谱 分 析 并 将所 得 谱 与 理 论 谱 进行 了 比较 ， 吻合 良好 。 关 键 词 ： 值 波浪 水 池 ；动 网格 ； Ｏ 数 Ｖ Ｆ方 法 ； Ｏ Ｓ Ｐ谱 Ｊ Ｎ ＷＡ
（ｔ ｅＫ ｙＬ ｂｒｔ ｙｏ ｃａ ｎｉｅｒ ｇ Ｓ ａｇ￣ Ｊａ ｏ ｇＵ ｉ ｒ ｔ， ｈｎ ｈｉ ０ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｓａ ｅ ａ ｏａ ｒ ｆ ｅｎＥ ｇｎｅｉ ， ｈ ｎｈ ｉ Ｔ ｎ ｎｖ ｓｙ Ｓ ａ ｇａ ２ ０３ ， ｈｎ） ｔ ｏ Ｏ ｎ ｏ ｅｉ
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１ 引 言
随着计算 机技 术 的发展 ， 立数值 水池应 用 于数值模 拟 的条件 越来 越成 熟 。与物模 实验 相 比数 值 建 水 池 具有 经济 性 高 、 触 点 测量 流 场 、 无 比尺 效应 小 、 除物 模 中由传感 器 尺 寸及 模 型 变形 等 因素对 流 消
积分 方 程方 法 （ Ｉ Ｍ） Ｂ Ｅ 的源 造 波方 法 （ ｕｃ ｅ ｅ ｔ ｎ ， ｓ ｒｅｇｎ ｒ ｉ ） 即在 计 算 域 内设 置 一 造波 源 ， ｏ ａｏ 在源 项两 边 同 时产 生方 向相反 的两 列波 ， 源项 处可 透过 波浪遇 建筑物 形成 的反射 波 。
速度 的 限制。王 永学 【 于线 性造 波机 理论 在水 池 的一端 设 置 了可吸 收式 造 波边 界条 件 ， 】 １ 基 造波板 的运
动 除 了产 生行进 波外 ， 同时还产 生一 个抵 消反射 波 的局部 波动 。Ｂｏｓｎ和 Ｌ ｒ ｎ１ 出 了适 合 于边 界 ｒｒｅ ａｓ ｔ ｅ２ 提
不规则 波浪 的数值模拟
梁修 锋 ，杨建 民 ，李 欣 ，李 俊
（ 海 交 通 大 学 海 洋工 程 国家 重 点实 验 室 ，上海 ２ ０ ３ ） 上 ０ ０ ０
摘 要 ： 良的 波 浪 环境 条件 是 研 究 非 线 性 波 浪 和浮 式 结 构 物 相互 作 用 问题 的 基 础 。文 章 在 数 值 波 浪水 池 中对 不 优
中 图分 类 号 ： ６ １ Ｕ６． ７ 文 献标 识 码 ： Ａ
Ｎｕ ｅ ｉ ａ ｉ ｕｌ ｔｏ ｆｉ ｒ ｇ ｌ ｒ ｗａ ｅ ｍ ｒ ｃ ｌｓｍ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｅ ｕ ａ ｖ
ＬＡＮＧＸｉ－ｅ ｇ Ｙ Ｇ Ｊ ｎ ｍ ｎ Ｌ ｘｎ Ｌ ｊ ｎ Ｉ ｕｆ ｎ ， ＡＮ ｉ － ｉ， Ｉ ｉ， ｌ ｕ ａ
场 的影 响 、 获得较 详 细的 流场 信息 等优 点 。但是 目前 数值 水池 的端 部 反射 问题 ， 其是 造波 板的二 可 尤
次 反射 限制 了数值水 池 的应用 。 常 的处理方 法是 在二 次反射 到达 结构 物之 前停 止实 验 ， 通 或模 型宽度
设计 得 比水池 的宽度 ｔ ￣ ， 数 值模 拟 意味着 需要 大量 增 加计 算 区域 ， Ｊ 多 对 ｑｌ 这受 到计 算 机 内存及计 算机
第 １ 第 ５期 ４卷
２１ ０ ０年 ５月
文 章 编 号 ：１０ — ２ ４ ２ １ ）５ ０ ８ — ６ ０ ７ ７ ９ （０ ００ — ４ １０
Βιβλιοθήκη Baidu
船 舶力 学
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｈｐ Ｍｅ ｈ ｎｃ ｏ ｒ ａ ｆ ｉ ｃ ａ ｉｓ Ｓ
Ｖｏ ．４ １１ Ｎｏ５ ．
Ｍ ａ ０１ ｙ２ ０
规 则 波 浪 进 行 了数 值 模 拟 ， 波 通 过 摇 板 的运 动实 现 ， 波 通 过 在 水 池 后 段 设 置 消 波 区实 现 ， 造 消 自由 液 面 由 Ｖ Ｆ Ｏ 方 法捕 捉 。对 计 算 所 得 的 波 浪 时历 进 行 谱 分 析 并 将所 得 谱 与 理 论 谱 进行 了 比较 ， 吻合 良好 。 关 键 词 ： 值 波浪 水 池 ；动 网格 ； Ｏ 数 Ｖ Ｆ方 法 ； Ｏ Ｓ Ｐ谱 Ｊ Ｎ ＷＡ