波浪水槽和平面泊肅葉流中擾動(dòng)空間演化的數(shù)值模擬.pdf

1、大氣和海洋之間的氣體交換是地球生物化學(xué)循環(huán)中的重要環(huán)節(jié)。近年來(lái)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。另外，在其它領(lǐng)域如在環(huán)境工程和化學(xué)工程中，氣液界面處氣體傳輸問(wèn)題也是非常重要的。作為氣液界面?zhèn)髻|(zhì)研究的開(kāi)始，本文首先建立了基于兩相流理論的數(shù)值波浪水槽。 本文中界面采用VOF法跟蹤，流動(dòng)控制方程為連續(xù)方程和N-S方程，入流邊界采用推板式造波，在出流邊界之前設(shè)置人工衰減層消波，從而出流邊界可設(shè)為無(wú)滑移墻壁?？刂品匠滩捎糜邢摅w積法離散，計(jì)算網(wǎng)格采用不

2、均勻的矩形網(wǎng)格。通過(guò)與理論值比較波形和某點(diǎn)處壓力、速度隨時(shí)間的變化，驗(yàn)證了本文建立的數(shù)值波浪水槽的正確性。在此基礎(chǔ)上，研究了人工衰減層中吸收強(qiáng)度的取值問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)吸收強(qiáng)度的最佳取值依賴于波長(zhǎng)、水深和振幅。同時(shí)考慮了氣相壓力變化和粘性對(duì)波浪場(chǎng)的影響，得到這兩個(gè)因素均對(duì)波浪場(chǎng)沒(méi)有顯著的影響。 最后，又對(duì)平面泊肅葉流中小振幅擾動(dòng)的空間演化進(jìn)行了數(shù)值模擬。流動(dòng)控制方程為N-S方程，入流邊界為速度入口，開(kāi)邊界為出流邊界(outflow)，計(jì)