FluentUDF方法在数值波浪水槽中的应用研究

FluentUDF方法在数值波浪水槽中的应用研究

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文集编号: 2014082206938

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文档介绍

随着计算机技术的飞速发展,采用数值波浪水槽代替物理模型试验水槽,开展波浪与结构物之间相互作用的研究工作变得越来越重要。基于Navier-Stokes方程的计算流体力学商用软件FLUENT的出现,使数值波浪水槽的实现成为可能。在波浪与结构物相互作用的波浪数值水槽研究过程中,边界元法是一种重要的方法。它通过求解Laplace方程并应用混合欧拉-拉格朗日算法和龙格-库塔时间步进技术处理自由表面边界,其计算精度很高。但由于边界元法主要研究势流,对于粘性流和波浪破碎问题难以应用,而且求解的矩阵为满阵,求解速度较慢。如果借鉴边界元法的相关造波条件,并应用以有限体积法为基础的FLUENT软件核心算法,通过FLUENT UDF (User Define Function)功能进行软件的二次开发,就可建立能考虑粘性和波浪破碎为特征的新型数值波浪水槽。本文应用FLUENT UDF中的DEFINE_CG_MOTION宏来定义推板式造波机的速度动边界条件,采用动网格模块实时模拟造波机运动,用VOF模型模拟自由表面位置。为了近似真实的物理模型试验水槽边界,消除水槽末端壁面对波浪形成的反射,在数值波浪水槽中采用UDF的DEFINE SOURCE宏来实现水槽末端消波功能。本文模拟的二维数值波浪水槽与解析解和边界元结果吻合良好,可以应用于以后的波浪与结构物相互作用的研究。

文档标签: 流体力学
贡献者

甘卫平新来的

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