bolang.rar_Stokes_二阶stokes_波浪udf_波浪udf模拟_波浪模拟

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5星 · 超过95%的资源 173 浏览量 2022-09-20 23:03:34 上传评论 1 收藏 136KB RAR 举报

在IT行业中，尤其是在流体动力学模拟领域，"Stokes_二阶stokes_波浪udf_波浪udf模拟_波浪模拟"这一主题涉及到的是如何利用计算流体力学（CFD）方法来模拟水动力学中的波浪行为。下面我们将详细探讨这些关键概念。 "Stokes波"是经典水动力学中用来描述小振幅自由表面波动的一种理论。由英国数学家George Gabriel Stokes提出，Stokes波模型适用于分析浅水或近岸地区的波浪运动。在这个模型中，波浪的形状、速度和加速度都可以精确地表示，特别是在第二阶Stokes波理论中，它考虑了波浪的非线性效应，能够更准确地描述波浪的动力学特性。 "UDF"，全称User-Defined Functions，是计算流体力学软件如Fluent、OpenFOAM等中的一个功能。用户可以通过编写UDF来扩展软件的功能，以实现特定的物理模型或者求解算法。在这个案例中，“波浪udf”指的是用户自定义函数，用于实现对波浪运动的数值模拟。编写这样的UDF需要深入理解流体动力学方程，尤其是纳维-斯托克斯方程，以及如何在编程语言（如C++）中实现这些方程。 "波浪udf模拟"是指利用UDF进行波浪运动的数值模拟。这种模拟通常涉及将Stokes波理论转化为可编程的形式，然后在CFD软件中执行，以预测波浪的传播、变形和相互作用。通过这种方法，工程师和科学家可以研究海洋工程、海岸防护、船舶设计等领域的问题。 "CAS"文件，通常与Computational AeroSciences相关的应用有关，可能是Case文件的缩写，它包含了CFD模拟的全部设置，包括网格信息、边界条件、初始条件、求解器选择等。在这个场景中，"2Dbolang.cas"可能是一个二维波浪模拟的案例文件，其中包含了所有必要的参数设定，用于指导Fluent或其他CFD工具进行波浪模拟。 "bolang.rar"提供的"stokes-2.c"和"2Dbolang.cas"文件组合，是进行二维波浪模拟的资源。"stokes-2.c"很可能是用C语言编写的UDF，实现了二阶Stokes波的数学模型，而"2Dbolang.cas"则包含了该模拟的具体配置。通过这样的模拟，我们可以研究波浪的动态特性，这对于海洋工程、环境科学和能源领域的研究具有重要意义。

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bolang.rar （2个子文件）

2Dbolang.cas 941KB

stokes-2.c 3KB

#include "udf.h" #include <math.h> #define PI 3.141592653 /*圆周率*/ #define D 5 /*水深*/ #define H 1 /*波高*/ #define T 4 /*周期*/ #define L 23 /*波长*/ #define FL 90 /*水槽长度*/ //x direction velocity// DEFINE_PROFILE(x_velocity, thread, position) { real x[ND_ND]; real t,y; real yu,k,w,Lu;/*波速、圆频率*/ face_t f; begin_f_loop(f,thread) { t = CURRENT_TIME; F_CENTROID(x,f,thread); y=x[1]; yu=y-D; k = 2*PI/L; w = 2*PI/T; Lu=D+(H/2)*cos(-1*w*t)+(PI*H*H/(8*L))*cosh(k*D)/(pow(sinh(k*D),3))*(cosh(2*k*D)+2)*cos(-2*w*t); if(y<=Lu) F_PROFILE(f,thread,position) =(PI*H/T)*(cosh(k*(yu+D))/sinh(k*D))*cos(-1*w*t)+0.75*(PI*PI*H*H/(T*L))*(cosh(2*k*(yu+D))/pow(sinh(k*D),4))*cos(-2*w*t); else F_PROFILE(f,thread,position) =0; } end_f_loop(f,thread) } //y direction velocity// DEFINE_PROFILE(y_velocity, thread, position) { real x[ND_ND]; real t,y; real yu,k,w,PP;/*波速、圆频率*/ face_t f; begin_f_loop(f,thread) { t = CURRENT_TIME; F_CENTROID(x,f,thread); y=x[1]; yu=y-D; k = 2*PI/L; w = 2*PI/T; PP=D+(H/2)*cos(-1*w*t)+(PI*H*H/(8*L))*cosh(k*D)/(pow(sinh(k*D),3))*(cosh(2*k*D)+2)*cos(-2*w*t); if(y<=PP) F_PROFILE(f,thread,position) =(PI*H/T)*(sinh(k*(yu+D))/sinh(k*D))*sin(-1*w*t)+0.75*(PI*PI*H*H/(T*L))*(sinh(2*k*(yu+D))/pow(sinh(k*D),4))*sin(-2*w*t); else F_PROFILE(f,thread,position) =0; } end_f_loop(f,thread) } //入口体积分数udf文件// DEFINE_PROFILE(inlet_voffactor, thread, position) { real x[ND_ND]; real t,y; real yu,k,w,Lu;/*波速、圆频率*/ face_t f; begin_f_loop(f,thread) { t = CURRENT_TIME; F_CENTROID(x,f,thread); y=x[1]; yu=y-D; k = 2*PI/L; w = 2*PI/T; Lu=D+(H/2)*cos(-1*w*t)+(PI*H*H/(8*L))*cosh(k*D)/(pow(sinh(k*D),3))*(cosh(2*k*D)+2)*cos(-2*w*t); if(y<=Lu) F_PROFILE(f,thread,position) =1; else F_PROFILE(f,thread,position) =0; } end_f_loop(f,thread) } //出口体积分数udf文件// DEFINE_PROFILE(outlet_voffactor, thread, position) { real x[ND_ND]; real y; face_t f; begin_f_loop(f,thread) { F_CENTROID(x,f,thread); y=x[1]; if(y<=D) F_PROFILE(f,thread,position) =1; else F_PROFILE(f,thread,position) =0; } end_f_loop(f,thread) } //x direction momentum// DEFINE_SOURCE(x_mom_source,cell,thread,dS,eqn) { real x[ND_ND]; real x_source; real t; real y; real xishu; t = CURRENT_TIME; y = x[1]; C_CENTROID(x,cell,thread); if(x[0]>=FL-L && x[0]<=FL) { if(y>=D-H && y<=D) { xishu =10*(x[0]-(FL-L))/L; x_source = -1*xishu*C_R(cell,thread)*C_U(cell,thread); dS[eqn] = -1*xishu; } } return x_source; } //y direction momentum// DEFINE_SOURCE(y_mom_source,cell,thread,dS,eqn) { real x[ND_ND]; real y_source; real t; real y; real xishu; t = CURRENT_TIME; y = x[1]; C_CENTROID(x,cell,thread); if(x[0]>=FL-L && x[0]<=FL) { if(y>=D-H && y<=D) { xishu = 10*(x[0]-(FL-L))/L; y_source = -1*xishu*C_R(cell,thread)*C_V(cell,thread); dS[eqn] = -1*xishu; } } return y_source; } //出口压力udf文件// DEFINE_PROFILE(outlet_pressure, thread, position) { real x[ND_ND]; real y; face_t f; begin_f_loop(f,thread) { F_CENTROID(x,f,thread); y=x[1]; if(y<=D) F_PROFILE(f,thread,position) =998.2*9.81*(D-y); else F_PROFILE(f,thread,position) =0; } end_f_loop(f,thread) }

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