关于 CFD 数值波浪水槽模拟：基于几何方法的静边界波浪吸收增强

本研究旨在扩展静边界吸收法在常规浅水波限制之外的相位解析 CFD 模拟中的适用性。尽管该方法最初是基于常规活塞式造波机针对浅水波提出的，但与其他可用的数值波浪吸收替代方案相比，将其使用扩展到更深水域条件提供了一种更实用且计算成本更高效的解决方案。为此，本文从理论和数值上研究了利用静壁在半无限长水槽中吸收单向单色波。此外，还从数值和实验上研究了对实际波-结构相互作用应用的实现。基于雷诺平均 Navier-Stokes（RANS）方程、使用开源 C++ 工具箱 OpenFOAM 实现了一个相位解析数值模型。本研究以无量纲方式展示了静边界方法的性能，通过限制引入主动吸收常规活塞速度剖面的深度；作为入射波条件的函数。此外，研究表明静边界方法的性能可显著增强，在深水条件下波反射降低至常规设置的约一半。进一步，吸收深度与入射波条件相关联；为选择吸收壁 proper 尺寸提供了优化框架。最后，进行了波-结构相互作用实验测试以验证数值模型性能；显示模型与实验观测之间具有可接受的一致性。所提出的限制器可直接应用于已有的波-结构相互作用 CFD 求解器中，无需修改代码。