Realistic wave generation and activ

Realistic wave generation and active wave absorption for Navier–Stokes models: Application to OpenFOAM

Abstract

The present paper and its companion (Higuera et al., 2012) introduce OpenFOAM® as a tool to consider for coastal engineering applications as it solves 3D domains and considers two-phase flow. In this first paper, OpenFOAM® utilities are presented and the free surface flow solvers are analysed. The lack of specific boundary conditions for realistic wave generation is overcome with their implementation combined with active wave absorption. Wave generation includes all the widely used theories plus specific piston-type wavemaker replication. Also standalone active wave absorption implementation is explained for several formulations, all of which are applicable to 3D cases. Active wave absorption is found to enhance stability by decreasing the energy of the system and to correct the increasing water level on long simulations. Furthermore, it is advantageous with respect to dissipation zones such as sponge layers, as it does not increase the computational domain. The results vary depending on the theory (2D, Quasi-3D and 3D) but overall performance of the implemented methods is very good. The simulations and results of the present paper are purely theoretical. Comparisons with laboratory data are presented in the second paper (Higuera et al., 2012).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

รุ่นคลื่นจริงและการดูดซึมคลื่นที่ใช้งานสำหรับรุ่นที่ Navier-Stokes (. Higuera et al, 2012) การประยุกต์ใช้ในการ openfoam



นามธรรมกระดาษในปัจจุบันและคู่หูของแนะนำ openfoam ®เป็นเครื่องมือในการพิจารณาสำหรับการใช้งานด้านวิศวกรรมชายฝั่งทะเลที่จะแก้ โดเมน 3d และคิดว่าการไหลสองเฟส ในบทความแรกนี้openfoam ®สาธารณูปโภคจะนำเสนอและฟรีแก้พื้นผิวการไหลมีการวิเคราะห์ ขาดเงื่อนไขขอบเขตที่เฉพาะเจาะจงสำหรับการผลิตคลื่นจริงจะเอาชนะกับการดำเนินงานของพวกเขารวมกับการดูดซึมคลื่นที่ใช้งาน รุ่นคลื่นรวมถึงทฤษฎีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายบวกลูกสูบชนิดจำลอง wavemaker ที่เฉพาะเจาะจงนอกจากนี้ยังมีการดำเนินงานแบบสแตนด์อโลนดูดซึมคลื่นที่ใช้งานจะมีการอธิบายเป็นเวลาหลายสูตรทั้งหมดที่มีผลบังคับใช้กับกรณี 3d การดูดซึมคลื่นที่ใช้งานจะพบว่าการเพิ่มเสถียรภาพโดยการลดการใช้พลังงานของระบบและการแก้ไขระดับน้ำที่เพิ่มขึ้นในการจำลองยาว นอกจากนี้มันเป็นประโยชน์เกี่ยวกับการกระจายโซนเช่นชั้นฟองน้ำมันไม่ได้เพิ่มโดเมนการคำนวณ ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับทฤษฎี (2d, 3d เสมือนและ 3d) แต่ประสิทธิภาพโดยรวมของวิธีการดำเนินการเป็นสิ่งที่ดีมาก การจำลองและผลของกระดาษในปัจจุบันมีทฤษฎีอย่างหมดจด เปรียบเทียบกับข้อมูลทางห้องปฏิบัติการที่ถูกนำเสนอในกระดาษที่สอง (Higuera และคณะ. 2012)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

สร้างคลื่นสมจริงและการดูดซึมของคลื่นที่ใช้งานอยู่สำหรับรุ่น Navier–Stokes: โปรแกรมประยุกต์ OpenFOAM

นามธรรม

กระดาษปัจจุบันและของเพื่อน (Higuera et al., 2012) แนะนำ OpenFOAM ®เป็นเครื่องมือในการพิจารณาสำหรับการใช้งานด้านวิศวกรรมชายฝั่ง ตามแก้โดเมน 3D และพิจารณากระแส two-phase ในกระดาษนี้แรก แสดงอรรถประโยชน์ OpenFOAM ® และที่กระฉับกระเฉงแก้กระแสผิวฟรีที่ analysed ขาดเฉพาะขอบเขตเงื่อนไขสำหรับการสร้างคลื่นจริงจะเอาชนะ ด้วยการปฏิบัติการร่วมกับการดูดซึมของคลื่นที่ใช้งานอยู่ สร้างคลื่นรวมทั้งหมดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทฤษฎีเฉพาะลูกสูบชนิด wavemaker จำลอง ยัง เดี่ยวใช้คลื่นดูดซึมนำไปใช้อธิบายสำหรับสูตรต่าง ๆ สามารถใช้ได้กับกรณี 3D ทั้งหมด ดูดซับคลื่นที่ใช้งานอยู่ เพื่อเพิ่มความมั่นคง โดยการลดพลังงานของระบบ และแก้ไขระดับน้ำเพิ่มขึ้นบนยาวจำลอง นอกจากนี้ มันเป็นข้อได้เปรียบเกี่ยวกับโซนกระจายเช่นฟองน้ำชั้น มันไม่สามารถเพิ่มโดเมนคำนวณ ผลแตกต่างกันตามทฤษฎี (2D, Quasi 3D และ 3D) แต่โดยรวมประสิทธิภาพของวิธีการดำเนินเป็นอย่างดี จำลองและผลลัพธ์ของเอกสารปัจจุบันเป็นทฤษฎีเพียงอย่างเดียว เปรียบเทียบกับข้อมูลห้องปฏิบัติจะนำเสนอในกระดาษสอง (Higuera et al., 2012)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความเป็นจริงที่คลื่นรุ่นใหม่และแอคทีฟช่วยดูดซับคลื่นสำหรับ navier - เจอร์รีรุ่น:แอปพลิเคชันเพื่อ openfoam



นามธรรมที่มีอยู่และกระดาษที่ใช้ร่วมกัน( higuera et al ., 2012 )แนะนำ openfoam ®เป็นเครื่องมือในการพิจารณาสำหรับแนวชายฝั่งด้านวิศวกรรมแอปพลิเคชันที่แก้ 3 D และโดเมนเห็นสอง - ขั้นตอนการไหล. ในเอกสารนี้เป็นครั้งแรกยูทิลิตี openfoam ®นำเสนอและ solvers การไหลของพื้นผิวแบบไม่เสียค่าบริการที่มีการวิเคราะห์ การไม่มีเงื่อนไขของขอบเขตเฉพาะสำหรับการสร้างคลื่นลูกที่สมจริงมีมาด้วยการนำไปใช้งานของพวกเขาพร้อมด้วยการใช้งานอยู่คลื่น คลื่นลูกใหม่รวมถึงทฤษฎีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายรวมทั้งจำลองแบบ wavemaker ลูกสูบบาง ประเภทการนำไปใช้งานและยังช่วยดูดซับคลื่นแบบแอคทีฟแบบแยกอิสระจะมีการอธิบายไว้อย่างละเอียดสำหรับหลักหลายแห่งซึ่งจะมีผลใช้กับกรณี 3 D ระบบดูดซับแรงสั่นสะเทือนคลื่นใช้งานอยู่พบเพื่อยกระดับความมั่นคงโดยการลดใช้พลังงานของระบบที่ถูกต้องและระดับน้ำที่เพิ่มมากขึ้นในการจำลองแบบระยะยาว ยิ่งไปกว่านั้นยังมีประโยชน์ด้วยความเคารพในโซนการกระจายเช่นชั้นฟองน้ำเป็นไปได้ไม่ได้เพิ่มขึ้นนวัตกรรมโดเมนได้ ผลการค้นหาที่แตกต่างกันไปทั้งนี้ขึ้นอยู่กับทฤษฎีที่( 2 D - 3 D เสมือนและ 3 D )แต่ ประสิทธิภาพ การทำงานโดยรวมของวิธีใช้ได้ดีเป็นอย่างมาก ผลการค้นหาและการจำลองของปัจจุบันกระดาษที่มีในทางทฤษฎีอย่างแท้จริง การเปรียบเทียบกับข้อมูลในห้องปฏิบัติการจะถูกนำเสนอในกระดาษที่สอง( higuera et al . 2012 )