不规则波与顺流相互作用的数值模拟与不确定度分析
2021-04-07丁俊杰顾解忡
上海交通大学学报 2021年3期
姚 顺,马 宁,丁俊杰,顾解忡
(上海交通大学 海洋工程国家重点实验室;船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240)
随机不规则波浪和水流广泛存在于实际海洋环境中,波流相互作用极其常见.携带大量能量的海流使波浪要素发生变形,进而导致海域海况趋于复杂与危险.近年来,由波流相互作用引起的船舶失事、海洋结构物毁坏等事故时有发生,因此,研究波流的相互作用,特别是不规则波与流的相互作用具有重要的现实意义.
Tayfun等[1]依据Gram-Charlier(GC)模型给出加入四阶联合累积量修正的GC分布,研究了非线性对不规则波的波高概率分布的影响.Soltanpour等[2]和Wei等[3]通过一系列实验分别研究了波流相互作用下波浪在泥床上的耗散情况和目标桥梁基础与上部结构的水动力响应特性.Jiang等[4]和Liu等[5]利用计算流体力学(CFD)软件建立数值波浪水池,模拟了规则波、不规则波与淹没式防波堤及半潜式圆柱体的相互作用,并将模拟结果与实验结果进行对比,研究结果表明不同波参数的入射波对波浪与结构物的相互作用影响显著.Dong[6]建立了一套新理论用于描述有限水深条件下,强剪切流作用时的波流相互作用现象,然后用3个实际案例对计算结果进行验证,获得了强剪切流作用下目标波浪的波浪特性.但文献[2-6]对比试验数据与数值模拟结果进行验证的方法从本质上说是定性的.为了定量评价CFD数值模拟结果的可靠性,CFD不确定度分析逐渐受到学者的关注.Zhu等[7]和Deng等[8]分别……
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