速度边界造波法与推板造波法的差异化分析

本文基于Navier-Stokes方程和VOF方法,建立了二维数值波浪水池,分别采用速度边界造波法和推板造波法模拟了二阶Stokes波,并在消波区采用了添加阻尼项和拉伸网格相结合的混合消波方式。对两种造波方法不同位置(5 m、10 m和15 m)及不同时刻的模拟参数与理论计算进行比较分析,结果与理论解吻合较好。研究结果表明,混合消波方式能极大降低网格数量而不影响造波质量,且合适的组合方式能促进收敛;开放出口边界与封闭的出口边界相比,气相更稳定,液相一致;两种造波方法都能产生良好的数值波浪,但因两种造波方法的造波方式、出口边界不同引起的结果的差异使其适用的场景产生变化。本文对在不同背景下构建良好的数值波浪水池有重要的参考作用。

圆角化对受迫振动方柱绕流特性影响机理分析

为分析圆角化对低雷诺数下受迫振动方柱绕流特性的影响机理,对Ansys Fluent软件进行二次开发,即通过用户自定义函数中的DEFINECGMOTION宏对柱体周期性受迫振动的函数进行编程,并对流场计算域进行区域划分以便利用动网格技术中动态层法实现柱体受迫振动,从而实现对受迫振动柱体绕流流场的流固耦合模拟.在雷诺数Re=200时,考虑方柱截面不同圆角的影响,对均匀流作用下5种圆角化r/D=1/2,1/4,1/5,1/8和0受迫振动方柱的绕流进行数值模拟,分析了这5种参数下受迫振动方柱的升阻力系数、尾流涡量和锁定区间的变化规律,澄清了圆角化对受迫振动方柱稳定性的影响机理.研究表明:与尖角方柱相比,圆角化方柱升阻力系数有了明显的减小,且升力、阻力系数随圆角增大而减小;低振幅比下圆角方柱的涡旋脱落模式均为2S模态,涡旋尾迹变窄;锁定区间范围基本关于F=1对称,锁定区间的变化趋势与圆柱类似.