基于两相湍流珊瑚礁地形的波浪数学模型

作     者：邹学锋 朱良生 张善举 ZOU Xuefeng;ZHU Liangsheng;ZHANG Shanju

作者机构：华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11572130) 

出 版 物：《华南理工大学学报（自然科学版）》 (Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2020年第48卷第6期

页      码：41-49页

摘      要：珊瑚礁地形的波浪非常复杂,礁坪破碎后的波浪对礁体、防波堤等影响很大。为了更好地了解珊瑚礁地形下规则波的传播变形特征,文中基于雷诺平均的纳维埃-斯托克斯方程建立了珊瑚礁地形上的波浪数学模型,其中湍流模型采用两相的k-ωSST方程,数值模拟在OpenFOAM开源工具中进行。本模型通过文献中的物理实验数据进行验证,分析了珊瑚礁地形上的波高、增水和波面形态变化,并与标准k-ωSST模型的结果进行比较,结果表明:文中模型能有效减轻自由表面附近过度产生的湍流动能,波高和增水的模拟结果相比标准k-ωSST模型的更加准确;波浪在珊瑚礁地形上破碎时破波区的湍流动能主要集中在波峰附近,波谷的湍流动能则很小;在湍流动能的影响下,模型在破碎点处的波高减小、减水增大,破碎后的波能耗散增大。文中波浪数学模型可应用于珊瑚礁工程设计的波浪计算中。

主 题 词：湍流动能 波浪破碎 珊瑚礁 OpenFOAM 纳维埃-斯托克斯方程 

学科分类：081505[081505] 08[工学] 0815[工学-矿业类] 0824[工学-林业工程类] 0814[工学-地质类] 082401[082401] 

核心收录：

D　O　I：10.12141/j.issn.1000-565X.190403

馆 藏 号：203947239...