毕业论文移动版

国内外的研究者对数值造波和消波的关注度很高，因为它是波浪仿真的重点。对于数值波浪水槽来说，造波技术是其重点核心技术。先用造波机来进行推板的运动，再对动边界定义之后模拟数值造波。1995年Huang等人[1]对自由面条件下的二维N-S方程采用修正的SUMMAC法进行了完整的求解，模拟了非线性波场；1996年，Skourup[2]基于边界元法，在如何消除截止边界上波的反射问题上，提出了一种三维处理方法，利用具有主动消波功能的造波板，很好的消去水槽中斜向入射波的反射。2003年高山[3]将势流理论中的边界元方法、主动消波与阻尼消波相结合，利用编程，建立了活塞式二维数值波浪水槽；2006年刘加海[4]、曾利[5]使用相关软进行件编程，以推板和摇板式造波机理论为基础，对湍流场中的线性波及二阶Stokes波进行了模拟分析。邹志利等[6]、刘加海等[7]以物理水槽造波原理为基础，通过定义造波板边界的运动进而实现了规则波的模拟。Weietal(1999)[8]、Lin&Liu(1999)[9]分别提出了以Boussinesq模型为基础的源函数造波方法和建立在N-S方程的质量源函数基础上的造波方法。齐鹏等[10]在国内早期成功的实现了三维数值波浪水槽的模拟，定义了物理推板造波机的运动，成功制造出了30°浪向角的斜射波浪以及正向入射波浪。在这之后，周勤俊等[11]在动量方程中考虑了运动波场，开创了源造波－消波技术，该技术能够很好的消除波浪二次反射，同时还改进了适用于VOF方法的源造波-消波技术。李凌等[12]对线性水波和两个相互垂直的刚性薄板互相作用，产生的驻波等现象进行了模拟。Lu等[13通过数值模拟研究在斜坡堤坡面上铺设异形块体情况下的越浪情况。吴乘胜等[14]通过在入口边界设置入射波，成功的定义柔性的造波板运动，对非线性规则波和不规则波进行了模拟，并且利用位于波浪水池尾部的人工阻尼区进行了消波。董志等[15]应用FLUENT软件，建立了数值波浪水槽模型，该水槽可有效进行弱非线性波的模拟。最近几年，梁修锋等[16]通过CFD方法，对既定的极大波进行了有效的模拟，该方法确定造波板的运动规律，成功的建立了以纯推边界造波和动量源消波为基础的数值波浪水池，模拟分析了规则波条件下固定的FPSO甲板的上浪情况。唐耀等[17]应用OpenFOAM中的interFoam程序包，建立了一个二维数值波浪水池。廉静静等[18]使用FLUENT软件成功的对三维规则波数值波浪水池进行了建模，得出了摇板造波的质量高且稳定性好的结论。兰雅梅[19]等基于方程和有限体积法，将入射波的波场作为源加入动量方程中，给出了适合的源造波法及消波技术，该方法对波浪遇结构物产生的反射波有较强的消除作用，还有朱仁传等[20]，杨锦凌等等[21]。综上所述，数值波浪水槽的概念被提出来的时间并不是很长，但是它的未来很广阔，发展前景不可限量，研究人员们也逐渐习惯利用相关软件来进行数值模拟。物理造波偏向于实际操作，数值仿真偏向于理论，而数值造波将这两者进行了巧妙结合，是造波技术发展的一座里程碑。

从这些研究中可以发现，目前在水动力学方面，热门问题依旧是建立理想的数值水槽和研究不规则波。而问题的核心包括了以下几个方面：

（1）对复杂的自由表面如何进行准确地追踪；

（2）数值造波和消波如何圆满地完成；

（3）精度计算方面如何提高，减少计算的误差来保证结果的准确性。