三维耗散波有限差分PCFD数值模拟

摘要

能量耗散存在于许多动力学实际问题中，但带能量耗散的耗散性晃荡问题的研究相对较少。为些，采用一种复杂的预测校正有限差分法(Predictor-Corrector Finite Difference, PCFD)对耗散性驻波进行数值模拟。PCFD方法用于求解三维耗散势流方程，并通过数值计算揭示了自由表面耗散驻波的运动变化。计算域采用交错网格系统，以精确捕捉流场变量。通过σ坐标变换将不规则水槽映射至立方体水槽，并应用PCFD方法对势流方程、泊松方程及边界条件进行离散化求解。实验过程表明，当前研究结果与既有文献高度吻合。通过不同实验参数呈现了能量耗散驻波的特征，并在实验过程中详细展示了自由表面波高的变化规律。研究证明：在能量耗散条件下，自由表面仍能良好保持驻波的特性。

关键词

能量耗散波 / PCFD方法 / 交错网格 / 有限差分法 / 驻波波高

基金资助

浙江省高等教育“十四五”研究生教改项目(JGGC2024031)