Трехмерная негидростатическая модель вода–воздух. Численный эксперимент
Аннотация
В работе излагаются результаты численных экспериментов с трехмерной негидростатической моделью вода–воздух с использованием метода крупных вихрей (Large Eddy Simulation – LES) для осреднения полной системы уравнений Навье–Стокса и метода конечного объема жидкости (Volume of Fluid – VOF) для описания поверхности раздела и взаимодействия вода–воздух. Результаты численного эксперимента по обтеканию подводного препятствия сопоставлены с данными лабораторного эксперимента. Приведены предварительные результаты эксперимента по генерации внутренней волны поверхностной и их дальнейшему взаимодействию.
При поддержке: Авторы статьи выражают глубокую благодарность СПб ИИА РАН и организаторам программы «Университетский кластер» за предоставленные в их распоряжения вычислительные средства.
Об авторах
А. С. Сафрай
Санкт-Петербургский филиал Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН
Россия
Россия
Санкт-Петербург
И. В. Ткаченко
Санкт-Петербургский филиал Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН
Россия
Россия
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Oezgoekmen T.M., Chassignet A. Dynamics of two-dimensional turbulent bottom gravity currents // J. Phys. Oceangr. 2002. V.32. P.1460–1478.
2. Kanarska Yu., Maderich V. A non-hydrostatic numerical model for calculating free-surface stratified flows // Ocean Dynamics. 2003. № 53. P.176–185.
3. Ford R. A non-hydrostatic finite-element model for three-dimensional stratified oceanic flows. Part I: Model formulation // Monthly Weather Review. 2004. V.132. P.2816–2831.
4. Vlasenko V., Alpers W. Generation of secondary internal waves by the interaction of an internal solitary waves with an underwater bank // J. of Geophysical Research. 2005. N 110(C2). C02019, doi:10.1029/2004JC002467.
5. Hirt C.W., Nichols B.D. Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries // J. of Comp. Physics 1981. V.39(1). P.201–225.
6. Tkatchenko I.V., Shin H. The Generation of the Vortex Wake by Artificial obstacles // Schiffbauforschung. 2004. Bd.43, N 2. P.59–67.
7. Гурьев Ю.В., Ткаченко И.В. Моделирование обтекания тела вращением потоком стратифицированной жидкости на основе метода крупных вихрей (LES) // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. СПб.: Наука, 2008. № 1. С.80–87.
8. Сафрай А.С. Ткаченко И.В. Численное моделирование гравитационных течений жидкости в наклонном канале // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2009. № 1. С.21–30.
9. Shin H.R., Makarov B.P., Krishinan H., Ivanov V. Assesment of the volume of fluid method for free-surface wave flow // J. Marine Science and Technology. 2005. N 10. P.173–180.
10. Brackbill J.U., Kothe D.B., Zemach C. A continuum method for modeling surface tension // J. Comput. Phys. 1992. V.100. P.335–354.
11. Шахверди Г.Г. Ударное взаимодействие судовых конструкций с жидкостью. СПб.: Судостроение, 1993. 256 с.
12. Bouzelha-Hammoum K., Bouhadef M., Zitoun T., Guendouzen-Dabouz T. Contribution to the study of a free-surface supercritical flow above an obstacle: theory – laboratory work // 6th IASME/WSEAS Intern. Conf. Fluid Mech. Aerodynamics (FMA’ 08). Rhodes. Greece. August 2022. 2008. P.184–189.
13. Басович А.Я., Баханов В.В., Таланов В.И. Влияние интенсивности внутренних волн на ветровое волнение (кинематическая модель) // Воздействие крупномасштабных внутренних волн на морскую поверхность. Сб. ст. ИПФ РАН. 1982. Горький. С.8–30.
14. Баренблатт Г.И., Бенилов А.Ю. Влияние внутренних волн на неоднородности гидрофизических характеристик поверхности океана // Воздействие крупномасштабных внутренних волн на морскую поверхность. Сб. ст. ИПФ РАН. 1982. Горький. С.52–74.
15. Островский Л.А., Соустова И.А., Цимринг Л.Ш. Воздействие внутренних волн на мелкомасштабную турбулентность в океане // Препринт № 31, Горький: ИПФ РАН, 1981. 15 с.
16. Войткунский Я.И., Федяевский К.К., Фаддеев Ю.И. Гидромеханика. Л.: Судостроение, 1968. 568 с.
Рецензия
Для цитирования:
Сафрай А.С., Ткаченко И.В. Трехмерная негидростатическая модель вода–воздух. Численный эксперимент. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2013;6(1):14-22.
For citation:
Safray A.S., Tkachenko I.V. Threedimensional Non-Hydrostatical Model of Water-Air Interaction. Numerical Simulation. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2013;6(1):14-22. (In Russ.)
Просмотров:
77
Послать статью по эл. почте 