波流耦合作用下高桩挡板透空式防波堤水动力特性研究

基于开源程序OpenFOAM^?开发求解器，建立了波流耦合作用下高桩挡板透空式防波堤水动力特性的三维数值分析模型，模型引入了界面几何重构方法，使捕捉到的水气界面更加平滑，采用修正后的k-ω湍流模型，可有效解决长时间模拟中由于高估湍动能和涡黏系数引起的波高衰减问题。采用物理模型试验数据和文献数据验证了三维数值波流水槽的合理性。通过算例分析，研究了波流耦合作用下高桩挡板透空式防波堤结构的水动力特性。分析结果表明：单独水流作用下，高桩挡板透空式防波堤前方水位会升高，后方水位会降低；波流耦合作用下，高桩挡板透空式防波堤挡浪板下方和防波堤后方自由面附近流速明显增大，水平流速沿水深方向先增大后减小，挡浪板和胸墙附近的动水压力显著增大；波流耦合作用下结构物前后波能随波频的分布规律与波浪单独作用下相似，但透射波能量和幅值显著增大。