海浪的数值模拟及预报*
2016-11-07阎肖鹏王红萍李智生
舰船电子工程 2016年10期
关键词:规则
阎肖鹏 王红萍 李智生
(91550部队 大连 116023)
海浪的数值模拟及预报*
阎肖鹏王红萍李智生
(91550部队大连116023)
海浪作为关键的海洋环境要素,其数值模拟精度关系着能否逼真地再现海上环境。在对非规则波浪数学模型进行研究探讨的基础上,选用ITTC双参数谱作为输入的波浪谱,利用波浪的实测谱,分别设计出长峰非规则波、短峰非规则波的数值模拟方案,运用CFD方法对海浪进行模拟和预报,提出了高精度的非规则波数值模拟方法,并对此造波方式的造波精度展开了分析。仿真结果表明,该方法能得到稳定性良好、精度较高的波浪。
海浪; 数值模拟; 造波方法
Class NumberTB566
1 引言
人类对海洋环境的研究是伴随着海洋资源开发和世界航海技术的发展而发展的。当前社会又处于海洋经济高速发展的时代,为适应海洋经济开发需求,需要对海洋环境有更深入的了解。海浪作为最典型也是最具有破坏性的海洋环境要素,长期以来受到研究者们的广泛关注。随着计算机技术的发展,利用数值仿真技术研究波浪运动已成为海洋工程领域的重要课题。利用数值模拟手段计算得到不同尺度、强度波浪与洋流相互作用的传播过程的流动结构,对于分析水中结构物环境载荷、航行体水动力特性等具有重要的意义[1~6]。
2 非规则波数学模型
2.1长峰非规则波
波浪是指海面上或者湖面上水面高度的最大值(波峰)和最小值(波谷)随着时间而在空间交替出现的自然现象。相比于规则波,长峰非规则波(也称二维非规则波)更接近海上实际,海面上涌浪的形态即接近于长峰非规则波;……
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