海洋结构物波浪砰击的数值研究综述

张念凡, 肖龙飞, 陈刚

A Review of Numerical Studies of Wave Impacts on Marine Structures

ZHANG Nianfan, XIAO Longfei, CHEN Gang

表4 常用的自由面处理方法

Tab.4 Commonly used free surface treating methods

自由液面处理方法 方法描述 优点 缺点 VOF法 通过计算网格单元中流体所占网格体积的比例,实现对自由面位置的捕捉 ①良好的质量守恒特性 ②易于实现 ①依赖网格的细化程度 ②需要进行界面重构,对复杂尖锐界面的模拟效果不理想 Level-Set法 将两相流的交界面用Level-Set函数的零等值面表示,其中Level-Set函数通常选为带符号的距离函数 ①能够计算处交界面的曲率、法向向量等几何参数 ②模拟出的自由面形状光滑 Level-Set 函数的重初始化,可能导致质量不守恒,且会增加计算成本 MAC法 通过设置标记点的方式跟踪自由面 标记点是质量点,可以不参与计算,无需考虑稳定性问题 ①计算效率较低 ②需要设置相当多的标记点才能得到较准确的自由面