專利名稱：一種柔性網(wǎng)衣對波浪傳播影響的模擬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水產(chǎn)養(yǎng)殖工程、水利工程和海洋工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種波浪作用過程中柔性網(wǎng)衣對波浪傳播影響的數(shù)值方法。
背景技術(shù)：
浮式防波堤不僅能防浪，而且對周圍的生態(tài)環(huán)境影響很小，基本上能保持原有海洋生態(tài)環(huán)境的平衡，也不會影響潮流來往及浮堤內(nèi)外的海水交換。目前在浮式防波堤設(shè)計中，利用浮板和網(wǎng)衣組合形成浮式防波堤來消波被廣泛使用，其中利用網(wǎng)衣結(jié)構(gòu)破壞水體表層波浪運動，吸收波浪能量來消減波浪傳播是板網(wǎng)式防波堤消浪工作的主要工作原理。目前，國內(nèi)外利用物理模型實驗方法作為開展網(wǎng)衣消浪行為的主要研究手段。由于網(wǎng)衣是特種海洋工程結(jié)構(gòu)物，它完全不同于通常用于港口、海上油田等海工結(jié)構(gòu)物，具有大變形、柔性、多孔的特點，物理模型實驗?zāi)M成本高、用時長，同時由于目前觀測技術(shù)的限制，很難給出網(wǎng)衣附近的波浪傳播變化情況。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是，提供一種既可模擬網(wǎng)衣周圍波浪形態(tài)和網(wǎng)衣對波浪傳播影響，又可以降低成本、縮短時間的柔性網(wǎng)衣對波浪傳播影響的模擬方法。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種柔性網(wǎng)衣對波浪傳播影響的模擬方法，包括以下步驟:A、數(shù)值波浪水槽的建立采用推板造波的方法，按照造波方程形式造波，結(jié)合連續(xù)方程和動量方程作為控制方程來描述流體的運動，基于有限體積法離散控制方程，通過流體體積函數(shù)方法求解波面的方式建立數(shù)值波浪水槽；為了消除波浪反射，數(shù)值波浪水槽引入動量源項消波方法；Al、控制方程在笛卡爾坐標(biāo)系下，定義X為波浪傳播方向，I為鉛垂向上；流體運動的控制方程采用粘性不可壓縮流體的Navier-Stokes方程:連續(xù)方程:
權(quán)利要求
1.一種柔性網(wǎng)衣對波浪傳播影響的模擬方法，其特征在于:包括以下步驟: A、數(shù)值波浪水槽的建立 采用推板造波的方法，按照造波方程形式造波，結(jié)合連續(xù)方程和動量方程作為控制方程來描述流體的運動，基于有限體積法離散控制方程，通過流體體積函數(shù)方法求解波面的方式建立數(shù)值波浪水槽；為了消除波浪反射，數(shù)值波浪水槽引入動量源項消波方法； Al、控制方程 在笛卡爾坐標(biāo)系下，定義X為波浪傳播方向，I為鉛垂向上；流體運動的控制方程采用粘性不可壓縮流體的Navier-Stokes方程: 連續(xù)方程:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柔性網(wǎng)衣對波浪傳播影響的模擬方法，包括以下步驟采用推板造波的方法，按照造波方程形式造波，結(jié)合連續(xù)方程和動量方程作為控制方程來描述流體的運動，基于有限體積法離散控制方程，通過流體體積函數(shù)方法求解波面的方式建立數(shù)值波浪水槽；數(shù)值模擬中引入多孔介質(zhì)模型模擬網(wǎng)衣，多孔介質(zhì)模型是在定義為多孔介質(zhì)的區(qū)域內(nèi)耦合一項由經(jīng)驗假設(shè)確定的流動阻力，利用人工附加的流動阻力模擬現(xiàn)實中網(wǎng)衣的阻尼效應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的物理實驗驗證發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬得到的消浪結(jié)果與實際吻合，數(shù)值模擬的計算時間在10個小時以內(nèi)；本發(fā)明較好地解決了現(xiàn)有技術(shù)中成本高、用時長、無法給出網(wǎng)衣附近的波浪傳播變化情況的問題。
文檔編號G06F19/00GK103235878SQ201310130029
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者趙云鵬, 畢春偉, 董國海 申請人:大連理工大學(xué)