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通过DHI模型组合CFD和Mike,以模拟复杂的结构

2013年4月26日


DHI新加坡启动了一个研究项目,以开发快速且易于使用的方法,用于对复杂近岸和近海结构进行负载和响应模拟。远场模拟将基于集成的二维(2D)和三维(3D)模型(分别为Mike 21和Mike3)。近场模拟将基于计算流体动力学(CFD)求解器。我们在几个商业和研究项目中的经验将对方法和工具的开发有用。

为了为近海和近海结构实现安全但具有成本效益的基础,必须详细预测结构的负载和响应。通常需要非线性navier-Stokes CFD求解器来解决例如粘性效应的详细响应。但是,这种类型的模拟具有很高的计算需求。从实际的角度来看,CFD模拟必须仅限于结构周围的内部区域。


图1:迷宫堰模型的插图。迈克21模型产生上游边界条件,并使用CFD模型模拟堰的排放能力


图2:CFD模型仿真结果显示了移动容器周围的流场和底部剪切应力

深度综合的2D模型已应用多年,在沿海和近海结构的设计评估方面取得了巨大成功。这种类型的模型比CFD求解器快得多。但是,它无法解析结构以及CFD模型可以解决的详细流程和加载。

DHI模型将CFD和Mike组合在一起将允许对复杂结构进行全面的负载/响应研究。

我们以前曾在几个项目中进行了此类模拟,包括:

  • Punggol环境影响评估(EIA)研究,新加坡 - Punggol渠道的EIA研究。我们应用了详细的CFD研究的结果,该研究在完整通道的Mike 11模型中混合了Jets的混合能力。一个生态模型模拟了喷气机的额外曝气对水质的影响
  • 在风力涡轮机基础上的波动模拟。我们将Mike 21 BW应用于远场区域,并将其结果用作CFD模型的边界条件。该模型模拟了结构附近波浪和破裂波的非线性细节
  • 流过迷宫堰。我们对Mike 21中的FAR场进行了建模。然后,我们将结果应用于CFD模型的边界条件,从而解决了堰上流动的细节(见图1)
  • 螺旋桨清洗项目。我们应用了Mike 21模型中船舶螺旋桨诱导的冲刷的详细CFD模拟的结果(见图2)


拉尔斯·耶德(Lars Yde)

lay@dhi.com.sg