波浪与抛石潜堤相互作用的MPS法数值模型研究

摘要：

为了研究波浪与抛石潜堤相互作用过程中大自由表面变形和堤内渗流等强非线性紊流运动问题,利用改进的M PS法,建立了模拟波浪与抛石潜堤相互作用的M PS法数值计算模型.模型将抛石潜堤假定为均质多孔介质,采用Drew的二相流运动方程描述多孔介质内外的流体运动;通过在动量方程中增加非线性阻力项,并引入亚粒子尺度紊流模型,模拟波浪与可渗结构物相互作用过程中的紊流运动.选取"U"型管中多孔介质内渗流过程和孤立波与可渗潜堤相互作用两个典型的渗流问题,通过将数值计算结果与理论解和实测值的对比分析,对所提出的M PS法紊流渗流模型的模拟精度进行验证.结果表明:基于改进的M PS法构建的垂向二维紊流渗流模型可以很好地再现"U"型管中多孔介质内渗流以及波浪作用下可渗潜堤内外的复杂流场,显著缓解流-固界面处的压力震荡与粒子分布不均匀问题,实现了较高的模拟精度.

关键词：MPS粒子法、SPS紊流模型、波浪作用、抛石潜堤、渗流模拟

所属期刊栏目：39

分类号：TV131(水利工程基础科学)

资助基金：国家重点研发计划项目——河口海岸滩涂资源保护与高效利用关键技术研究及应用—变化条件下河口海岸滩涂动态响应及演变趋势2018YFC0407501

在线出版日期：2020-05-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：13-23