三维完全非线性波浪水槽的数值模拟（共10篇）由网友“叮咚”投稿提供，这次小编给大家整理过的三维完全非线性波浪水槽的数值模拟，供大家阅读参考，也相信能帮助到您。
篇1：三维完全非线性波浪水槽的数值模拟
三维完全非线性波浪水槽的数值模拟
用有限元求解拉普拉斯方程,建立了三维完全非线性数值波浪水槽.跟踪流体自由表面的`方法为满足完全非线性自由表面条件的半拉格朗日法,对离散单元采用20节点的六面体二次等参数单元.并把数值计算结果与水面初始升高产生箱体内流体运动解析解和二阶斯托克斯波理论解进行了对比,结果表明该模型是稳定的、守恒的,能精确模拟非线性波浪的产生和传播.
作 者：王大国 邹志利 唐春安 WANG Da-guo ZOU Zhi-li TANG Chun-an 作者单位：王大国,WANG Da-guo(大连大学,材料破坏力学数值试验研究中心,辽宁,大连,116622;大连理工大学,海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁,大连,116024;大连理工大学,土木水利学院,辽宁,大连,116024)邹志利,ZOU Zhi-li(大连理工大学,海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁,大连,116024)
唐春安,TANG Chun-an(大连大学,材料破坏力学数值试验研究中心,辽宁,大连,116622;大连理工大学,土木水利学院,辽宁,大连,116024)
刊 名：海洋学报（中文版） ISTIC PKU英文刊名：ACTA OCEANOLOGICA SINICA 年，卷(期)： 28(4) 分类号：P736.4 关键词：拉普拉斯方程 有限元 波浪水槽 完全非线性篇2：完全非线性波的数值模拟
完全非线性波的数值模拟
本文利用MAC差分格式,对欧拉动力学方程进行离散求解,利用VOF法处理自由表面的演变.数值计算主要针对矩形围域内驻波随时间的变化,给出了不同时刻的自由表面波形图.计算结果同通常势流理论的`线性解作了对比,发现本法可以用于揭示自由波面运动的非线性特征,且可以作为研究完全非线性波的一种方法.
作 者：朱仁庆 王志东 杨松林 作者单位：华东船舶工业学院船舶与建筑工程系,江苏镇江,21 刊 名：船舶力学 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF SHIP MECHANICS 年，卷(期)： 6(5) 分类号：O351.2 U661.1 关键词：VOF法 数值模拟 非线性波 晃荡篇3：波流水槽模拟波浪技术的研究
波流水槽模拟波浪技术的研究
介绍了实验室的造波机系统和造波特性及其在模型试验中的应用, 并讨论了实验室内模拟海浪的'检验标准及其方法.并对造波机应用前景进行讨论,对不规则波造波机进行物模试验具有一定的现实意义.
作 者：张晓丽 杨健 关海波 ZHANG Xiao-li YANG Jian GUAN Hai-bo 作者单位：张晓丽,关海波,ZHANG Xiao-li,GUAN Hai-bo(海军大连舰艇学院,军事海洋系,辽宁,大连,116018)杨健,YANG Jian(海军大连舰艇学院,基础部,辽宁,大连,116018)
刊 名：海洋技术 PKU英文刊名：OCEAN TECHNOLOGY 年，卷(期)： 27(1) 分类号：P73 关键词：不规则波 造波机 模拟篇4：波浪增减水的数学模型及其数值模拟
1 引言
波浪从深水向浅水传播过程中，由于浅化变形，会在海岸附近发生波浪破碎．波浪破碎过程中将伴随大量的能量损失，导致波高等波要素发生很大变化，从而在近岸区域出现明显的增成水现象．自20世纪60年代以来，许多学者采用物理模型实验和数学模型对波浪增减水现象进行了研究，取得了许多重要研究成果，但由于该现象的复杂性，目前对波浪增减水的模拟大多是先采用考虑能量损失的波能平衡方程得到波高分布，接着采用Longuet-Higgins和stewart原始辐射应力公式或其简化公式计算辐射应力分量，最后采用深度平均的方程计算平均水位的变化（增减水）．对简单地形，这种方法是十分有效的，但对复杂地形这种方法存在明显不足，主要表现在：（1）考虑能量损失的波能平衡方程在用于二线问题时，需要采用其他方程计算波向，而复杂地形上的波向的求解十分困难，特别在焦散区附近更是如此；（2）直接采用Longuet-Higgins和Stewat原始公式计算辐射应力分量比较复杂，需要采用其他方程得到波浪水质点的速度、压力及波面分布，其简化公式只适用于简单的纯行进波，而且仍需采用其他方程计算出各点的波向，从而使这种比较常用的波浪增减水模型算法在复杂地形上的应用受到限制．为此，本文给出一种比较实用的波浪增减水数学模型．该模型首先采用考虑能量损失的抛物型缓坡方程得到域内的波浪复振幅分布，避免了波向的确定，接着采用笔者导出的一种新的辐射应力公式计算出辐射应力分量，最后采用深度平均的方程计算波浪破碎产生的增减水．从理论上说，本文方法可有效地用于复杂地形上的增减水问题，但由于缺少复杂地形上的增减水实测数据，因此模型的验证是在简单地形上进行的．采用该模型对规则波和不规则波破碎引起的增减水问题进行了数值模拟，并将数值结果和实测数据进行了比较，效果比较满意．
2数学模型
2．1波浪复振幅数学模型。
考虑波能损失的抛物型缓坡方程为
式中，A为波浪复振幅；X为波浪主传播方向；k为波数；为纵轴方向（y方向）上k的平均值；C为波相速;Cg为波群速;μ为非线性因子，可由Kirby和Dalrymple提出的非线性频散模型确定;F＝（Df＋Db）/E，为能量损失因子，E＝pg|A|2/2，为波能，Df和Db分别为底摩擦和波浪破碎引起的能量损失，可采用下面的公式进行计算：
其中p为密度；ƒw为底摩擦系数，可由经验公式确定；w为波浪圆频率;H为波高;h为静水深;g为重力加速度；a1为校正系数(≈)；ƒp为不规则波谱峰频率;Qb和Hb分别为不规则波当地破波分数和最大破波波高，它们分别由下面的表达式确定：
其中kp为谱峰频率对应的当地波数;r为破波参数，可由经验公式r=0.5＋0.4tanh(33So）或实际增况确定，So为初始人射波陡．
2．2辐射应力计算公式
由推导抛物型缓坡方程（1）所做的简化假定，并将辐射应力分量与式（1）中的待求变量联系起来，可以导出下面的辐射应力分量计算公式：
式中，Sxx，Syy，Sxy和Syx为辐射应力分量;A*为A的共扼复数；其他变量含义同前．当应用武（1）计算出计算域中各点的复振幅A后，采用式（2）可十分容易地计算出各点的辐射应力分量．
篇5：波浪增减水的数学模型及其数值模拟
对波浪增减水采用深度平均的连续方程和动量方程进行计算，具体表达式如下：
式（1）一（3）构成了复杂地形上的波浪增减水数学模型。但对本文算例，可采用式（4）代替式（3）进行简化计算．
3数值方法
式（1）采用Crank－Nicolson格式离散，并结合适当的边界条件采用追赶法进行求解，就得到计算域中复振幅A（x,y）的分布；将A（x,y）代入式（2），可十分容易地计算出域中各点的辐射应力分量，然后将辐射应力分量代人式（4）即可可求出η值．在本文计算中，式（2）和（4）中的一阶导数均采用中心差分格式离散．
4数学模型的验证及结果分析
4．1规则波破碎引起的波浪增减水
采用邹志利进行的规则波破碎的物理模型实验结果来验证本文给出的波浪增减水数学模型．其实验地形如图1所示．有关实验和计算采用的参数如表1所示，其中ho为造波位置的`静水深，Ho为人射波高，T为周期，r为破波参数．图2给出了四种工况的波浪增减水的实验值和计算结果的比较，可以看出两者比较一致，初步说明本文给出的沾染增减水数学模型比较成功的。
4．2不规则波破碎引起的波浪增减水
这里对一种典型地形上不规则波破碎引起的波浪增减水进行数值模拟，在该地形上
Sitve进行了不规则波破碎的物理模型实验，其实验结果被一些学者用来验证数学模型．有关实验参数和计算参数如表2所示，其中Hrmo为人射位置的不规则波的均方波高，ƒp为谱峰频率，其他参数同表1．图3给出了波浪增减水的计算值与实测结果的比较，可以看出两者相当一致，这进步说明本文模型是比较有效的。
5结束语
波浪增减水是近岸区波浪破碎引起的一种比较常见的现象，针对现有模型存在的问题，本文提出了一种模拟近岸区波浪增减水的实用数学模型．采用该模型对规则波和不规则波破碎引起的增减水进行了数值模拟，数值结果与实验数据的比较表明，该模型可有效模拟近岸区的波浪增减水现象．
篇6：套室内气流的三维数值模拟
套室内气流的三维数值模拟
借助流场计算软件PHOENICS,对单元住宅室内的`气流在夏季工况条件下进行三维模拟计算.考虑了外界气温和太阳辐射等因素对室内气流的影响,得到室内气流的速度矢量和温度等参数的分布.依据供暖、通风和空气调节在夏季工况下的标准,对室内的气流温度、气流速度做出评判.通过算例验证了数值模拟的可信性.
作 者：刘欧子 胡欲立 刘训谦 作者单位：西北工业大学,陕西西安,710072 刊 名：空气动力学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：ACTA AERODYNAMICA SINICA 年，卷(期)： 20(2) 分类号：O351 O357.5 关键词：速度矢量 温度场 湍流模型 数值模拟篇7：三维地效翼展向效应数值模拟
三维地效翼展向效应数值模拟
为研究地效翼的展向效应,利用FLUENT软件求解定常不可压N-S方程和标准к-ε湍流模型,对在地面效应下三维地效翼的流场进行数值模拟.首先,对给定面积和离地高度下不同展弦比的地效翼进行数值模拟;然后,对给定弦长和相对飞行高度下不同展弦比和带端板的地效翼进行数值研究.计算结果给出不同展弦比和带端板地效翼的气动特性曲线,揭示展弦比和端板对翼尖涡涡核位置和下洗角的影响规律.在地面效应下,机翼的展向效应更为明显,端板将进一步提高机翼的'空气动力性能;翼尖涡的位置受地面影响向外移动,下洗角相应减小.研究结果为地效飞行器的设计与优化提供理论依据.
作 者：杨| 杨志刚 YANG Wei YANG Zhigang 作者单位：同济大学,上海地面交通工具风洞中心,上海,04 刊 名：计算机辅助工程 ISTIC英文刊名：COMPUTER AIDED ENGINEERING 年，卷(期)： 17(3) 分类号：V211.51 关键词：地效翼 展向效应 端板 下洗角 翼尖涡 数值模拟 FLUENT篇8：超声速进气道流场三维数值模拟
超声速进气道流场三维数值模拟
超声速进气道是固体火箭冲压发动机至关重要的'部件之一,直接影响燃烧室的燃烧及发动机性能.基于N-S方程、标准K-ε双方程湍流模型,利用FLUENT软件对某型固体火箭冲压发动机楔形超声速进气道内外流场进行了三维数值模拟.计算得到了超声速进气道在飞行马赫数为Ma=3.5的情况下的流场性能.并在相同马赫数下,研究了等比压缩和攻角条件下的进气道流场的分布情况.模拟结果表明:进气道的总压恢复系数和流量系数等性能指标受到攻角的影响而发生变化.
作 者：张永芝 李卓 李海龙 Zhang Yongzhi Li Zhuo Li Hailong 作者单位：张永芝,Zhang Yongzhi(内蒙古工业大学理学院,内蒙古,呼和浩特,010051)李卓,李海龙,Li Zhuo,Li Hailong(内蒙古动力机械研究所,内蒙古,呼和浩特,010010)
刊 名：火箭推进 英文刊名：JOURNAL OF ROCKET PROPULSION 年，卷(期)：2008 34(3) 分类号：V435 关键词：固体火箭冲压发动机 进气道 模拟仿真 攻角 缩比篇9：加力燃烧室三维两相化学反应流数值模拟
加力燃烧室三维两相化学反应流数值模拟
利用FLUENT软件对某型发动机加力燃烧室进行了三维两相化学反应流的数值计算;应用有限速率化学反应模型和离散相雾化模型描述了加力燃烧室中复杂的三维两相化学反应过程.计算中给出了冷热态的.流场变量和化学组分分布,以及燃烧效率和总压恢复系数沿流程的变化关系,与试验结果符合较好.
作 者： 作者单位： 刊 名：航空发动机 英文刊名：AEROENGINE 年，卷(期)： 35(5) 分类号：V2 关键词：加力燃烧室 化学反应 数值模拟 航空发动机篇10：罗源湾海水交换三维数值模拟
罗源湾海水交换三维数值模拟
利用ECOMSED模式中的示踪粒子三维追踪模块分析罗源湾的水交换情况.结果表明,水交换能力的强弱与纳潮量的大小成正比.这里分析湾内水逗留期的.空间分布,然后根据湾水存留期的不同将湾内划分为4个地区.进一步的研究表明不同海区湾水逗留期的差异主要是由欧拉余流场的结构差异造成的.由于风场可以影响当地的海流,因此不同的风场也会影响水交换能力.本文结果表明西南方向的风有利于水交换;而作为罗源湾全年主导风向的东北风,在平均风速的情况下,却阻碍了湾内水体的交换.本文还发现在不同投放时刻水交换能力的不同.初始投放时刻的不同对质点总数的减少速度有较明显的影响,高潮时和落潮中间时投放的质点数要比涨潮中间时和低潮时投放的质点数减少得快.罗源湾水交换能力的垂直分布不是均匀的:表层交换率较快,底层较慢,整个海域的交换能力与中层的相当.
作 者：杜伊 周良明 郭佩芳 朱庆林 DU Yi ZHOU Liangming GUO Peifang ZHU Qinglin 作者单位：中国海洋大学物理海洋实验室,青岛,266003 刊 名：海洋湖沼通报 ISTIC PKU英文刊名：TRANSACTIONS OF OCEANOLOGY AND LIMNOLOGY 年，卷(期)：2007 “”(1) 分类号：P731.26 关键词：潮流 水交换 ECOMSED 粒子追踪
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