Экспериментальное исследование силовых нагрузок на onopы надводной конструкции на основе математической модели волновых процессов

Abstract

Статья посвящена исследованию воздействий волновых процессов на надводные сооружения с помощью математической модели волновых процессов, базирующейся на системе уравнений Навье—Стокса, включающей три уравнения движения в областях с динамически изменяемой геометрией расчетной области. Метод поправки к давлению использовался для дискретизации гидродинамической модели. Разностные схемы, описывающие математическую модель выхода волны на берег, построены на основе интегро- интерполяционного метода с применением схемы с весами. Для решения системы сеточных уравнений использовался адаптивный модифицированный попеременно-треугольный итерационный метод. Практическая значимость численных алгоритмов и реализующего их комплекса программ состоит в возможности их применения при исследовании гидрофизических процессов в прибрежных водных системах, для расчета поля скоростей и давления водного потока, а также оценки гидродинамического воздействия на берегозащитные сооружения и прибрежные конструкции при наличии поверхностных волн. The article is devoted to the research of the effects of wave processes on above-water constructions using a mathematical model of wave processes based on the system of Navier-Stokes equations, which includes three equations of motion in areas with dynamically changing geometry of the computational domain. The pressure correction method is used for the approximation of a hydrodynamic model. The difference schemes describing the mathematical model of the wave exit to the shore are constructed on the basis of the integro-interpolation method using the scheme with weights. An adaptive alternating-triangular iterative method is used to solve the system of grid equations. The practical significance of numerical algorithms and the complex of programs implementing them consists in the possibility of their application in the study of hydrophysical processes in coastal water systems, as well as for the construction of the velocity field and pressure of the aquatic environment, as well as the assessment of the hydrodynamic effect on coastal protection structures and riparian constructions in the presence of surface waves.