刘 宣，白志刚，余海涛，高树军

(天津大学 建筑工程学院，天津 300350)

波浪水槽是研究波浪传播及其与结构物直接相互作用的重要手段之一，具有直观、可靠等优点。其缺点是成本高、过程复杂同时还可能存在比尺问题。随着计算机技术的发展和计算流体力学理论的进步，基于N-S方程建立的粘性数值水槽得到了迅速发展，在模拟波浪破碎、旋涡，波浪与建筑物相互作用等方面问题有着很好的应用。Miyata[1]等采用MAC法追踪自由面，有限差分法离散N-S方程，建立二维数值波浪水槽。Phung[2]基于VOF法建立两相流数值模型，并将其应用于波浪与潜堤的相互作用以及波浪在斜坡上破碎的数值模拟。Lin[3]通过求解雷诺时均方程，采用k-ε模型模拟紊流作用，实现了孤立波和椭圆余弦波的数值模拟。王永学[4]采用VOF法捕捉自由表面，利用雷诺时均模型模拟波浪在直立墙前的破碎过程，得到直墙面上波压力。齐鹏和王永学[5]基于VOF法建立三维数值波浪水槽，设置动网格造波边界，较好地模拟了规则波和结构物的相互作用。李胜忠[6]基于FLUENT软件建立二维数值波浪水槽，很好地完成了线性规则波、Stokes波、孤立波以及不规则波的模拟。

但无论是物理实验还是数值模拟，受到波浪水槽长度和宽度影响，造波板产生的行进波在遇到结构物后会发生一次反射，一次反射波与原行进波叠加后传递到造波板上会发生二次反射。因此在进行一段时间的造波后，水槽内波浪的多次反射、叠加将严重影响实验精度。……