华南理工大学学报(自然科学版)

作者：邹学锋 朱良生 张善举

单位：华南理工大学 土木与交通学院，广东 广州 510640

关键词：湍流动能,波浪破碎,珊瑚礁,OpenFOAM,纳维埃－斯托克斯方程

基金：国家自然科学基金资助项目 (11572130)

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-ω SST 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-ω SST 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-ω SST 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。

来源：2020年第6期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

查看华南理工大学学报(自然科学版)杂志2020年第6期