科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
波浪作用下的泥沙运动是海岸工程的研究热点；波形效应和表面波效应是公认的影响近岸泥沙输运的原因。由于构建大尺度波浪水槽和相应造波的困难，波浪作用下的泥沙输运实验和数值研究大多基于一维往复流水槽开展，波浪水槽的结果较少。与传统往复流水槽不同的是，波浪水槽可以同时考虑波形效应和表面波效应对泥沙输运的影响，在尺度上更加接近真实情况。本文构建了适用于浅水强非线性波输沙且计算成本低的数值波浪水槽，采用边界造波法造波和阻尼法消波，由VOF模型追踪自由表面。将体现了相位差、质量守恒、加速度效应和边界层非对称发展的泥沙近底边界条件拓展至二维波浪水槽，避免了两相模型对近底高含沙区域颗粒碰撞、摩擦以及动床面捕捉的复杂计算。此外，利用已有成果在泥沙运动中考虑了颗粒尾流涡效应和非静水高含沙的相对速度理论修正。该波浪水槽成功模拟了强非线性二阶椭圆余弦波作用下的泥沙输运，可靠性得到了大尺度波浪水槽实验及包含自由表面波的两相模型结果验证。数值波浪水槽同往复流水槽的结果对比显示，在自由表面波影响下存在额外的向岸流使向岸输沙显著增强。
-
单位中国农业大学; 土木工程学院
