基于物理造波和主动消波的黏性数值波浪水槽开发

基于推板造波理论和摇板造波理论,在OpenFOAM平台上采用重叠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,进一步研究了三维数值造波,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叠网格在二维和三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。

造波机主动消波系统现状与发展趋势

在海洋工程领域中,常采用在水池或水槽等设施中进行物理模型试验的方法研究问题。在试验中造波机是实现造波模拟的核心基础装备,但在造波过程中,往往会产生二次反射,这对于试验是非常不利的,因此我们需要消除反射波,消波方法有两种——被动消波和主动消波,目前主动消波成为消波技术中的主流。在综合分析国内外试验水池与造波技术的现状的基础上,结合工程实际的需要,指出现有的主动消波方法存在的问题,总结造波机的消波技术。

对一种主动式消波控制策略的改进研究

船舶试验科学的发展促进了水池试验手段的发展,采用具有主动式消波技术的造波系统已成为提高水池试验水平的必然要求。本文首先简要介绍了摇板式造波系统的主动式消波原理和实现方法,在利用现有的试验结论基础上对其控制策略进行了改进,达到了增强消波效果的目的。

具有ARC功能的摇板式造波机的应用研究

船舶试验科学的发展促进了水池试验水平的提高,采用具有ARC(主动式消波)技术的造波系统会有效地吸收各种反射波,明显提高水池的波浪模拟质量。本文针对摇板式造波机,对主动反射吸收造波原理进行推导,提出了适用于规则波和不规则波的摇板式造波机的主动消波方法,并在水槽中设计出一套用于ARC造波的计算机控制单元板造波装置,最后通过试验结果对这种方法进行了主动消波的验证。