本算例演示利用Fluent中的明渠造波模块模拟波浪。

1 问题描述

计算模型如下图所示，其中水深4 m，水位标高为0 m，计算区域长度20 m。

采用网格尺寸50 mm生成计算网格，并对边界进行命名，如下图所示。

2 Fluent设置

• 以2D、Double Precision方式启动Fluent

2.1 General设置

• 进入General面板，设置以下参数
• 选中选项Transient以采用瞬态计算
• 激活选项Gravity，设置重力加速度为Y轴-9.81 m/s2

2.2 Models设置

• 选择SST k-omega湍流模型

2.3 Materials设置

• 添加材料water-liquid，如下图所示

2.4 多相流设置

• 进入Multiphase Model面板，进行如下设置
• 指定多相流模型为Volume of Fluid
• 选中选项Open Channel Flow及Open Channel Wave BC
• 激活选项Implicit Body Force
• 点击按钮Apply

• 指定主相为Air

• 指定次相材料为water-liquid

• 指定表面张力系数为0.071 N/m

2.5 指定边界条件

• 如下所示设置入口边界inlet
• 激活选项Open Channel Wave BC
• 指定Free Surface Level为0 m
• 指定Bottom Level为-4 m
• 选中Wave Theory为Third Order Stokes
• 设置Wave Height为0.5 m
• 指定Wave Length为5.5 m
• 其他参数保持默认设置

参数设置完毕后，可以在TUI窗口中输入以下命令以检查波参数是否有效。

/define/boundary-conditions/open-channel-wave-settings

TUI窗口输出信息如下图所示，则表示输入的参数没有问题。

• 如下所示设置outlet边界
• 进入Multiphase标签页
• 激活选项Open Channel
• 指定Free Surface Level为0 m
• 指定Bottom Level为-4 m

• 同样方式设置边界atm，如下图所示

2.6 指定计算区域

• 如下图所示设置计算区域fluid.1
• 进入Multiphase标签页
• 激活选项Numerical Beach
• 设置参数Compute From Inlet Boundary为inlet
• 其他参数保持默认设置

2.7 计算初始化

• 进入初始化设置面板
• 采用Hybrid Initialization
• 指定Compute from为inlet
• 指定Open channel Initialization Method为Flat
• 点击按钮Initialize进行初始化

此时查看液相体积分数分布，如下图所示。

2.8 计算设置

• 设置时间步数为1000，时间步长为0.01 s进行计算

3 计算结果

• 液相分布随时间变化

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相关文件：

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