基于双向势流—黏流耦合的数值消波模拟

提出一种基于双向势流-黏流耦合的数值消波方法，将计算域分为靠近浮体的黏流计算域和远离浮体的势流计算域，并通过重叠区域进行流场信息匹配。在黏流计算域中求解N-S方程，采用有限体积法对控制方程离散，采用几何VOF方法捕捉自由液面。在势流计算域中求解Laplace方程，引入线性自由液面假设，采用Rankine源法求解。在重叠区域内通过WheelerStretching方法和松弛区域法进行速度场双向信息交换。基于该方法，在OpenFOAM框架下开发了求解器，并在模型尺度下，对不同参数的规则波进行了模拟，还与waves2Foam求解器的计算结果进行对比。计算结果表明，在同等消波效果下，基于论文方法的数值模拟所需的黏流计算域消波区长度为waves2Foam求解器的1/5。