弧形防浪墙波浪压力的数值模拟

文中在应用基于VOF(Volume of Fluid)方法的数值模型求解自由表面流动问题的基础上,建立了BFC(Body-Fitted Coordinate)系统下的数值波浪水槽模型。采用坐标变换将实际物理域上的控制方程转换到矩形计算域,并在矩形计算域内对BFC下的N-S方程进行了数值离散,采用BFC系统下的K-e湍流模型来封闭方程组;提出了基于交错网格的修正SIMPLE算法来迭代求解压力—速度场,修正了BFC系统下的VOF方法。应用本文建立的数值模型计算了弧形防浪墙结构所受的波浪压力和结构附近的波面历时曲线,并与试验结果以及笛卡尔坐标系下的结果进行了对比。弧形防浪墙结构所受波浪压力的数值计算结果与试验结果符合良好,为研究波浪与弧形防浪墙作用提供了新的手段。