唐 蔚，孙大鹏，吴 浩

(大连理工大学 海岸及近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024)

不规则波与开孔沉箱相互作用数值模拟

唐 蔚，孙大鹏，吴 浩

(大连理工大学 海岸及近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024)

采用三步有限元法对N-S方程进行离散，同时借助CLEAR-VOF方法追踪流体自由表面，利用主动吸收式造波等手段改进了二维不规则波浪数值水槽，使得水槽中的波浪谱与目标靶谱吻合较好。进而建立了不规则波浪与开孔沉箱作用一种新的数值模式，分析研究不规则波作用下开孔沉箱的反射率，并与现有的物模结果和数模结果进行了对比，为不规则波与开孔沉箱作用问题的研究，探求了一种新的数值手段。

不规则波；CLEAR-VOF方法；主动吸收式造波；开孔沉箱；反射率

Abstract: A two-dimensional irregular wave numerical flume is established by active absorption wave-maker. In this numerical model, the three step finite element method is used to discrete N-S equation, and the CLEAR-VOF method is used to track the free surface of the fluid. The wave spectrum in the flume is in good agreement with the target spectrum. And then a new numerical model of irregular wave acting on perforated caisson is put forward. The reflection coefficient of perforated caisson is studied, and compared with the existing results of the physical model and numerical results, and finally a new numerical research method is explored for irregular waves acting on perforated caisson.

Keywords: irregular wave; CLEAR-VOF; active absorbing wave-maker; perforated caisson; reflection coefficient

自从Jarlan[1]提出开孔沉箱型式的防波堤之后，国内外许多学者对其水动力特性进行了大量的研究。研究发现，开孔沉箱结构能有效减少沉箱前的波浪反射并且降低结构受力，因而在工程中得到广泛的应用。陈雪峰等[2]通过物理模型试验，分析研究了波浪反射率与开孔板的开孔率、消浪室相对宽度等影响因素之间的关系；周凌愉和戴路[3]通过波浪断面试验讨论不规则波浪作用下开孔沉箱消浪效果与消浪室、水深、波高、码头面超高、开孔率等影响因素的关系，得到开孔沉箱码头反射系数的简化公式。Suh[4-5]等利用伽辽金特征函数法提出了计算不规则波浪作用下单层开孔沉箱反射系数的方法，并与物模实验结果进行了对比,研究发现波浪的频率对不规则波反射有直接影响；……