导读:本文包含了数值波浪水槽论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:水槽,数值,波浪,步长,网格,模型,主动。
数值波浪水槽论文文献综述
孙雷,蒋月,姜胜超,刘昌凤[1]（2019）在《数值波浪水槽中完全非线性浅水波仿真特性研究》一文中研究指出应用基于势流理论的时域高阶边界元方法,建立一个完全非线性的叁维数值波浪水槽,通过实时模拟推板造波运动的方式产生波浪。通过混合欧拉-拉格朗日方法和四阶Runge-Kutta方法更新自由水面和造波板的瞬时位置。利用所建模型分别模拟了有限水深波和浅水波,与试验结果、相关文献结果和浅水理论结果吻合较好,且波浪能够稳定传播。系统地讨论造波板的运动圆频率、振幅和水深等对波浪传播和波浪特性的影响,并对波浪的非线性特性进行分析,研究发现造波板运动频率、运动振幅以及水深均将对波浪形态和波浪非线性产生显着影响。结果为真实水槽造波机的运动控制以及波浪生成试验提供了依据,便于实验室设置更合理的参数来准确模拟不同条件下的波浪。(本文来源于《海洋工程》期刊2019年05期）
赵西增,聂隆锋[2]（2019）在《一种高保真超长黏性数值波浪水槽》一文中研究指出为实现波浪的超长距离传播和调制演变过程,本文提出了一种高保真的黏性数值波浪水槽。分别采用包含单元均值和点值的有限体积法求解纳维斯托克斯方程、具有二次曲面性质和高斯积分的双曲正切函数(THINC/QQ)方法来重构自由面,建立以OpenFOAM底层函数库为基础的VPM-THINC/QQ数学模型。在300米长的水槽中对波群进行模拟,得到波群的长时间演化过程,并与文献结果进行对比。结果表明本文开发的高精度数值波浪可有效模拟波浪的长时间传播和演变过程。(本文来源于《第叁十届全国水动力学研讨会暨第十五届全国水动力学学术会议论文集(上册)》期刊2019-08-16）
余阳,周同明,段梦兰,赵天奉,孙成功[3]（2019）在《基于物理造波和主动消波的黏性数值波浪水槽开发》一文中研究指出基于推板造波理论和摇板造波理论,在Open FOAM平台上采用重迭网格技术建立黏性数值波浪水槽,并使用一种结合SIMPLE算法和PISO算法的PIMPLE算法对数值模型进行求解。利用开发的数值模型通过数值收敛性测试和网格独立性测试分别重点研究了时间步长、库朗数和网格尺寸对数值精度和计算效率的影响。并对比研究了此数值模型分别嵌入层流模型和湍流模型的计算精度和计算效率。实现的规则波和二阶有限振幅波与理论结果和试验结果吻合,验证了此黏性数值波浪水槽的造波和主动消波功能。基于二维数值波浪水槽,进一步研究了叁维数值造波,数值计算结果与理论结果吻合良好。研究结果不仅验证了重迭网格在二维和叁维两相流体域中求解运动物体与流场交互的可靠性和正确性,而且为使用此黏性数值波浪水槽解决更复杂的海洋工程问题提供了依据。(本文来源于《海洋工程》期刊2019年03期）
张志杭[4]（2019）在《高保真粘性流数值波浪水槽的开发》一文中研究指出数值波浪水槽是研究水波问题的一种重要手段。基于Navier-Stokes方程建立的粘性流数值波浪水槽能够捕捉流场中的流动细节,是目前最接近真实物理水槽的一类数值工具。但是,为了控制计算中的数值耗散,基于传统一阶或二阶方法的数值模型通常对时间步长与网格大小有着严格的要求。这使得这类数值波浪水槽在应用中的计算成本十分可观,其发展也因此受到了制约。为开发可靠且更经济的粘性流数值波浪水槽,本文将尝试使用高精度的两相流模型作为数值求解器,并系统性地检验水槽在造波、消波、模拟波浪传播以及计算波浪与结构物间相互作用等方面的性能。本文模型使用高阶有限体积方法VPM(Volume-average/Point-value Multi-moment)离散动量方程,使用 THINC/QQ 方法(THINC method with Quadratic surface representation and Gaussian Quadrature)捕捉自由面。为保证对流的求解精度,体积分数方程以及动量方程中对流项的时间更新均采用叁阶Runge-Kutta格式。在造波方面,本文使用质量源函数法。通过将造波区置于计算域内部,阻尼消波区可以直接应用于水槽两侧的边界,从而在计算中消除由两侧直墙以及水槽内部结构物引起的波浪反射。利用以上方法,本文首先模拟中等水深条件下规则波的传播,并比较本文模型与in-terFoam(开源代码OpenFOAM中使用较广的两相流求解器)在模拟该问题上的计算精度与计算效率。结果表明,与interFoam相比,使用本文模型可以明显降低计算中的数值耗散;同时,对于给定的误差水平,本文模型的计算效率要远高于interFoam求解器。接着,本文测试孤立波与水下挡板之间的相互作用,计算得到与物理实验相符的水面形态、速度分布、涡量场以及波浪力过程;另外在波浪破碎位置,本文模型还清楚地捕捉到包括高度扭曲的水面与飞溅的小水滴在内的一系列亚网格分辨率的实验细节。文章最后建造一个长300m,高5.2m的“超级数值波浪水槽”,用于模拟深水中非线性波列的长时间演变,模拟准确地重现物理实验中包括波前不稳定、初始形态重现以及永久降频在内的几个关键现象。本文的数值波浪水槽依然处于开发阶段,但从这些初步结果可以见出,该水槽有数值耗散小以及自由面捕捉精度高的突出优势。同时其计算成本合理,鲁棒性良好,有潜力成为研究水波问题的高效数值工具。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-04-15）
李杰[5]（2019）在《基于推板造波方法的数值波浪水槽性能研究》一文中研究指出对数值波浪水槽的研究已成为水动力研究领域重要方向之一,文章基于推板造波方法结合动力源消波方法建立数值水槽,引入误差指标对模拟波周期、波长及波高的误差及稳定性波做出定量评价,并得出其与无因次参数d/g T2和H/g T2的相关规律,为选用此类水槽模拟造波性能的标准尺度提供参考。(本文来源于《四川建筑》期刊2019年01期）
王东旭[6]（2018）在《基于OpenFOAM的数值波浪水槽的开发与应用》一文中研究指出进入21世纪后,由于国际形势变化,陆地资源紧张等诸多因素,我国对海洋的重视程度逐渐增加。无论是近岸工程还是海洋工程,都受到了社会各界广泛的关注。海洋工程领域主要有叁种科研手段:理论推导、物理模型试验和数值模拟,叁者相辅相成,互为补充。近20年来,随着计算机技术的飞速发展,数值模拟逐渐成为一种较为主流的研究方式。一个经过验证的数学模型,既能节约成本,又会极大的减少工作量。根据上述背景,本文基于开源计算流体力学程序OpenFOAM,开发了数值波浪水槽DUTFoam并应用其对海洋工程中的诸多问题进行模拟探究。开发过程中选择二相不可压缩粘性流求解器InterFoam作为平台,该求解器求解雷诺时均方程(RANS),采用VOF方法追踪自由表面,采取PIMPLE算法耦合求解速度与压力。此外,InterDyMFoam为其动网格版本,其求解控制方程的方式与InterFoam几乎一致,仅添加了关联动网格的部分。本文的开发涉及造波、消波及多孔介质渗流叁个模块,下面将分别阐述:程序具有两种造波方式。一为动边界造波,此方法类似于模型试验中的推板造波法,即通过边界的运动推动计算域内的流体产生波浪。通过类继承的方式,开发了针对此方法的类tuibanWaveGeneration,该类根据输入波浪参数,计算边界的运动方程并作为一个Dirchlet条件传递给造波边界。此方法在边界处没有物理量的输入和输出,严格保证质量守恒。二为质量源造波,其原理类似于水下爆炸,用指定区域内质量的输入与输出造成自由表面的波动。此方法无需动网格库的支持,故没有单独开发针对其的类。两种造波方法均实现了对各种波浪的模拟,如规则波、随机波、聚焦波、孤立波以及波群等。每种波浪模拟结果均与理论或试验值进行对比,所得结果均具有较好的精度。消波模块主要分为两个部分,即位于水槽前端的主动吸收系统和位于水槽尾端的阻尼消波系统,分别对应于二次反射波和常规反射波的吸收。主动吸收系统中,在每一时间步内,采用考虑干湿边界的方法计算动边界上的波面抬升并将该值与理论波面的差作为控制信号反馈给程序,从而实现对推板运动的实时修正,吸收二次反射波。阻尼消波部分,采取在动量方程中添加阻尼项的方法,对水槽尾端的波浪进行吸收。共编写四种不同形式的衰减函数,适用范围较广,可有效的吸收数值波浪水槽尾端的反射波,保证计算精度。多孔渗流模块主要针对实际工程中的一些特殊结构,如码头基床等。在多孔区域内,采取体积平均的雷诺时均方程(VARANS)作为控制方程,该方程由达西定律推导而来,可较好的模拟流体在多孔介质中的传播过程。通过与物理模型试验结果的对比,本模块的精度得以验证,且采用其模拟的典型算例也取得较好结果。通过对各种波浪的模拟,显示了DUTFoam较高的精度与良好的造波能力;通过对波浪爬坡、波浪与结构物相互作用等典型问题的模拟,显示了DUTFoam具有较好的处理非线性问题的能力。同时,本程序代码完全开源,具有良好的可扩展性,有利于后续的优化与开发。(本文来源于《大连海洋大学》期刊2018-06-30）
杨壮滔,张涛,段浩,朱敏[7]（2018）在《基于数值波浪水槽的圆柱浮标运动仿真与分析》一文中研究指出研究了不同海况条件下外形及重浮心距对圆柱形浮囊浮标运动响应的影响规律。使用雷诺平均的N-S方程(RANS)和流体体积模型(VOF),基于势流粘流相结合的方法,建立了数值波浪水槽。对比分析了不同物理时间下所造波的波形与理论波形,结果表明,该方法的造波精度满足工程应用需求。同时结合6自由度(6DOF)模型和重迭网格方法,在不同海况作用下对2种类型浮标的运动特性进行仿真。结果表明,文中所建立的浮标运动仿真分析方法是正确有效的,文中所做工作可为圆柱形浮囊浮标设计提供参考。(本文来源于《水下无人系统学报》期刊2018年03期）
关超,吴静萍,詹成胜,刘博宇[8]（2018）在《数值模拟推板式波浪水槽的关键参数取值探讨》一文中研究指出对于水波问题,属于非定常流动,数值模拟相当耗时.为了解决这个难题,除了采用高性能计算机和并行技术外,需要优选数值模拟中网格尺度和时间步长,它们在提高计算精度和节约计算耗时中起着关键作用.文中假设流动为黏性层流,改变了7种波长方向网格尺度,改变了四种自由面附近波高方向的网格尺度和改变了叁种时间步长,对二维推板式波浪水槽中波浪传播展开了数值模拟.数值模拟的精度用数值计算和解析解的波高误差及单位距离波高相对衰减量来衡量.综合考虑计算精度和计算耗时,推荐了较优的网格尺度和时间步长的取值.较优的网格尺度还与单元网格长宽比有关,文中给出了较优网格尺度对应的单元网格长宽比.将推荐取值下数值模拟的时历波形与试验波形进行比较,二者吻合效果良好.(本文来源于《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》期刊2018年03期）
沈超,刘曙光,付小莉,钟桂辉,董博灵[9]（2018）在《基于数值波浪水槽的港航专业实验教学改革与实践》一文中研究指出采用MIKE21软件构建数值波浪水槽,其与物理波浪水槽相结合应用于港航专业的实验教学。实践证明,两种方式优势互补,为学生提供了更生动多元的实验平台,打破了时间空间壁垒,充分调动了学生创新探索的积极性和自主学习的热情,为培养港航专业卓越工程师人才起到了积极推动的作用。(本文来源于《实验技术与管理》期刊2018年02期）
王巧莎,李明海,张凌云[10]（2017）在《超重环境下数值波浪水槽消波方法研究》一文中研究指出该文基于雷诺平均N-S方程,结合RNG k-?方程建立黏性数值波浪水槽,对不同体力加速度条件下规则波的消波问题进行研究。文中提出了叁种描述消波区内部阻尼变化的阻尼函数,并对其适用性进行研究。研究结果表明,阻尼函数1线性阻尼增长模式在小波陡情况下优势明显,然而随着波陡增加其前段阻尼增速过快带来的影响不可忽略;阻尼函数2、3非线性阻尼增长模式则相反。采用同种阻尼函数时不同体力加速度条件下反射系数基本相同,阻尼系数可取为N×103。考虑波浪水槽尺寸,超重环境下叁到四级海况的水波实验宜采用1/25至1/50的缩尺比完成;而极端海况的模拟则需采用更小的缩尺比完成。(本文来源于《水动力学研究与进展(A辑)》期刊2017年06期）
数值波浪水槽论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为实现波浪的超长距离传播和调制演变过程,本文提出了一种高保真的黏性数值波浪水槽。分别采用包含单元均值和点值的有限体积法求解纳维斯托克斯方程、具有二次曲面性质和高斯积分的双曲正切函数(THINC/QQ)方法来重构自由面,建立以OpenFOAM底层函数库为基础的VPM-THINC/QQ数学模型。在300米长的水槽中对波群进行模拟,得到波群的长时间演化过程,并与文献结果进行对比。结果表明本文开发的高精度数值波浪可有效模拟波浪的长时间传播和演变过程。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
数值波浪水槽论文参考文献
[1].孙雷,蒋月,姜胜超,刘昌凤.数值波浪水槽中完全非线性浅水波仿真特性研究[J].海洋工程.2019
[2].赵西增,聂隆锋.一种高保真超长黏性数值波浪水槽[C].第叁十届全国水动力学研讨会暨第十五届全国水动力学学术会议论文集(上册).2019
[3].余阳,周同明,段梦兰,赵天奉,孙成功.基于物理造波和主动消波的黏性数值波浪水槽开发[J].海洋工程.2019
[4].张志杭.高保真粘性流数值波浪水槽的开发[D].浙江大学.2019
[5].李杰.基于推板造波方法的数值波浪水槽性能研究[J].四川建筑.2019
[6].王东旭.基于OpenFOAM的数值波浪水槽的开发与应用[D].大连海洋大学.2018
[7].杨壮滔,张涛,段浩,朱敏.基于数值波浪水槽的圆柱浮标运动仿真与分析[J].水下无人系统学报.2018
[8].关超,吴静萍,詹成胜,刘博宇.数值模拟推板式波浪水槽的关键参数取值探讨[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版).2018
[9].沈超,刘曙光,付小莉,钟桂辉,董博灵.基于数值波浪水槽的港航专业实验教学改革与实践[J].实验技术与管理.2018
[10].王巧莎,李明海,张凌云.超重环境下数值波浪水槽消波方法研究[J].水动力学研究与进展(A辑).2017
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