OpenFOAM规则波作用下浮子对立柱涡流运动影响的数值研究(3)
时间:2022-09-18 16:56 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
本文首先阐述了国内外波浪能研究的不同发展现状,大致概括了当前振荡浮子式波浪能发电装置的基本物理意义,在此基础上进一步提出了本文的主要内容,即规则波作用下浮子对立柱涡流运动影响的数值研究。 1。2 国内外研究现状 1。3本文主要研究内容 规则波作用下浮子对立柱涡流运动影响的数值研究。 根据查阅相关参考文献的基础上,本文利用OpenFOAM对立柱涡流运动求解器在不同工况下进行了数值模拟研究,并将模拟得到的数据与理论数据相比较,而后使用OpenFOAM自带的后处理软件整理分析对比结果。本文通过学习使用OpenFOAM,初步总结了该软件在初始条件设置、物理数值参数设置、并行计算、编译程序等方面的方法流程,最后阐述了OpenFOAM用户自定义方面的开发方向与方法。具体章节内容陈述如下。 本文由以下几个部分组成: 第一章,阐明了本文的研究背景及意义,介绍了OpenFOAM软件功能及目前海洋环境方面的研究现状,最后介绍了本文的主要工作。 第二章,详细介绍了OpenFOAM数值模拟的理论知识,以及计算相关模型所需的数值方法,弥散关系及莫里森方程等等理论基础。 第三章,核心模块interFoam的介绍及特点,Case目录和网格转化和初始条件和控制文件等OpenFOAM基本文件。 第四章,通过OpenFOAM模拟计算出的数值结果和造波与消波过程的部分截图,有浮子和无浮子的阻力升力对比,最后与理论值相比较。波面方程、水平波浪力和横向的计算与对比。 第五章,对全文的总结以及对未来波浪能发展的展望。 第二章 研究理论基础 2。1 理论方程 2。1。1波浪力的计算理论论文网 小振幅波(线性波)的波面方程为 (2-1) 式中,为振幅;对线性波,波浪中线(平分波高的中线)与静水面相重合,波高为振幅的两倍,即;为波浪的相位。该波面在时间-空间中都具有周期性。 在某固定时刻(如),波面方程变为,波面在传播方向上呈现周期性,其波长定义为为波数—Wave Number)。在某固定空间点处(如x=0),波面方程变为,波面在时间上呈现周期性,其周期定义为(为圆周率)。 (2-2) 以速度跟踪波面上的某点,会发现波形不变。c为波浪的传播速度,简称波速,也称为相速度(Phase Velocity)。 (2-3) 迄今为止,我们还没有用到另一个边界条件,把速度势函数代入边界条件表达式,可以得到 (2-4) 或者是它的一些变形关系 (2-5) (2-6) 弥散关系表达了波浪运动中角频率ω、波数k、水深d之间不是独立无关的,而是存在一定的制约关系。即当水深给定时,波的周期越大,波长越长,波速也越大,这样不同波长的波在传播过程中就会逐渐分离开来。这种不同波长(或周期)的波以不同波速进行传播最终导致分散的现象称为波的弥散(或色散)现象。弥散关系同时表明:波浪的传播与水深有关,水深变化,波长(波速)也随之变化。 (责任编辑:qin) |