開孔墻對減小波浪載荷效果的CFD分析

作者：王龍,陳兵,王利東

摘要：極限波浪載荷是導致海上結構物疲勞失效的主要載荷之一。固定在海洋基礎結構物上的直立開孔墻對減小波浪載荷具有一定的效果。基于不可壓縮黏性流體流動理論和N-S方程,采用VOF與Level-set相結合追蹤自由表面的方法,首先建立數值波浪水槽,然后對開孔墻本身的開孔率和開孔墻與直立墻之間的相對距離,在降低反射系數和波浪力兩個方面進行分析。研究結果表明,開孔墻可以明顯降低作用在結構物上的波浪力,開孔墻本身的開孔率和與直立墻的相對距離會對其產生明顯影響;不同波浪參數下會存在一個最佳的開孔率,但是不同波浪參數時最佳開孔率會略有不同;當開孔墻和直立墻的相對距離在0.2到0.3之間時,開孔墻的消波減載效果最佳。研究結果可為海洋工程相關設計提供一定的參考。

發文機構：大連理工大學海洋科學與技術學院

關鍵詞：波浪載荷近海結構物開孔墻反射系數VOFwave loadoffshore structureperforated wallreflection coefficientVOF

分類號： TV139.2[水利工程—水力學及河流動力學]