基于Fluent的内孤立波数值模拟及其作用下顶张力立管动力响应分析

简介

本文基于Fluent软件,建立具有多种设计振幅的内孤立波数值水槽,通过质量源造波方法实现对内孤立波的模拟,与物理实验结果及理论结果进行对比分析,利用软件自带的监测功能在对大振幅内波进行模拟时获取波致流场数据,结合改进的Morison方程计算内孤立波对顶张力立管的作用,基于欧拉–伯努利梁模型利用有限元法分析其动力响应。结果表明,本文采用的质量源造波方法下的模拟结果,与实验及理论吻合较好,在大振幅内孤立波作用下,立管位于上层流体中的部分所受到的来自内孤立波的水平作用力相比于位于下层流体中的部分大了许多,而在内孤立波作用下的顶张力立管发生的变形和产生的应力都很大,在波谷到达立管时应力与变形达到最大。