Threedimensional Non-Hydrostatical Model of Water-Air Interaction. Numerical Simulation
Abstract
The current paper considers the results of the numerical simulations fulfilled with a three-dimensional non-hydrostatical model of water–air interaction, with use of the method of large eddy simulations (LES) for aver-aging the full system of Navier-Stokes equations, and the volume of fluid method (VOF) – for describing water-air interface and their interaction. The results of the numerical simulations on the underwater obstacle over-flow are compared with the laboratory data. The preliminary results of the investigation of internal and free surface wave generation as well as the wave interaction, are presented.
About the Authors
A. S. Safray
Санкт-Петербургский филиал Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН
Russian Federation
Russian Federation
I. V. Tkachenko
Санкт-Петербургский филиал Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН
Russian Federation
Russian Federation
References
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.
Review
For citations:
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.)
Views:
81
Email this article 