二维CT-VOF法模拟与验证粘性流体波在数值波试验槽中的生成与传播

该篇论文标题为"用CT-VOF法在数值波试验槽中生成线性和非线性波 (2012年)"，主要针对的是渡水槽中波的二维数值模拟与传播问题。作者们假设流动的流体是粘性且不可压缩的，核心研究内容围绕Navier-Stokes方程和连续性方程，这两个方程构成了控制模型的基础。他们采用了标准的k-ε模型来处理湍流流动，这是一种常用的近似方法，用于描述流体内部的复杂动态。 在数值计算方面，作者们采用了交错网格的有限差分法对Navier-Stokes方程进行离散化，这种方法能确保空间分辨率的均匀性，提高计算效率。此外，他们利用简化的标识和单元(SMAC)方法进行求解，这是一种高效的算法，适用于复杂的流动情况。 波的生成和传播则通过活塞型波发生器实现，这种装置可以精确控制波的形状和频率。在边界条件的设计上，考虑到实际情况，作者们选择在数值渡水槽的端部采用敞开式边界条件，允许波自由进出。 为了验证模型的准确性和有效性，论文提供了几个标准试验，包括顶盖驱动的方腔测试、单向常速度场试验以及干燥河床上的溃坝试验。这些试验是对模型性能的直接检验，结果的对比可以证明模型在实际应用中的表现。 论文的关键点还在于将生成的波与已有的理论结果进行比较，以此评估方法的性能和精度。此外，作者们还探讨了群集技术(CT)在网格生成中的应用，通过优化网格生成条件，进一步提升模型的精度和计算效率。 这篇论文不仅介绍了CT-VOF法在模拟粘性流体波浪过程中的应用，而且还包含了数值模型的详细构建、验证过程以及关键技术的选择和优化，为相关领域的研究者提供了一个有价值的参考框架。