VOF 波类型参考

VOF 波模型支持以下 VOF 波类型：平整、一阶、五阶、叠加、椭圆余弦、不规则和链接的。

表 1. VOF 波类型系列参考
模型名称和缩写	平波		Flat(静水)
	一阶波		First(一阶)
	五阶波		Fifth(五阶)
	椭圆余弦波		Cnoid(椭圆余弦)
	叠加波		Supp(叠加)
	一阶叠加波		FirstSupp(一阶叠加)
	用户自定义		UDW
	不规则波		Irreg(不规则)
	链接的波		链接
理论	请参见 VOF 波公式。
提供方式	[物理连续体] > 模型 > VOF 波 > 波（右键单击菜单：新建 > [波类型]）
节点路径示例	连续体 > 物理 1 > 模型 > VOF 波 > 波 > [波类型]
要求	已激活 VOF 波模型。
属性	请参见 VOF 波类型的属性查找。
激活	模型控制（子节点）	波长指定波周期指定次波自由表面高度波速 JONSWAP 指定请参见子节点。
	场函数	Hydrostatic Pressure of [VofWave Name]([VOF 波名称] 的静水压力) Relative Zone Distance(相对区域距离) Velocity of [VofWave Name]([VOF 波名称] 的速度) VofWave Damping Factor(VOF 波阻尼因子) Volume Fraction of Heavy Fluid of [VofWave Name]([VOF 波名称] 的重流体体积分数) Volume Fraction of Light Fluid of [VofWave Name]([VOF 波名称] 的轻流体体积分数) 请参见场函数。

VOF 波类型的属性查找


	Flat(静水)	First(一阶)	Fifth(五阶)	Supp(叠加)	FirstSupp(一阶叠加)	Cnoid(椭圆余弦)	UDW	Irreg(不规则)	链接
水位上的点定义初始化模拟时的平均水位。如果激活了第一波前设置，此设置还会定义波的前导位置。对于静水 VOF 波，此属性会定义水面的位置（即水位）。	✓	✓	✓	✓		✓	✓
垂直方向垂直于平均水面的矢量。	✓	✓	✓	✓		✓	✓
流水或其他重流体的速度。	✓	✓	✓	✓		✓	✓
风空气或其他轻流体的速度。	✓	✓	✓	✓		✓	✓
轻流体密度此属性是使用波自动创建的静水场函数的必需项。默认值针对空气。如果要模拟任何其他物质，应手动更改此值。	✓	✓	✓	✓		✓	✓
重流体密度此属性是使用波自动创建的静水场函数的必需项。默认值针对水。如果要模拟任何其他物质，应手动更改此值。	✓	✓	✓	✓		✓	✓
前进方向波的行进方向。		✓	✓		✓	✓	✓	✓
幅值波峰的高度。		✓			✓
指定类型用于定义波的长度或持续时间的物理量。波长波由其波长定义。将波长指定节点添加为子节点。波周期波由其时间段定义。将波周期指定节点添加为子节点。		✓	✓		✓	✓
深水近似激活此选项时（默认情况下），波的耗散关系与水（或其他重流体）的深度无关（请参见 Eqn. (326)）。停用此选项时，将应用 Eqn. (325)。		✓		✓
第一波前设置激活此选项时（默认情况下），水位上的点设置会同时定义平均水位和波起点。第一个波峰存在于后退方向的四分之一波长距离处。对于高阶波，水位上的点可能没有位于自由表面上。有关详细信息，请参见设置第一波前位置。从指定点的前进方向上只有静水。停用此选项时，水位上的点设置只定义平均水位。初始化时整个域中都存在波，且波峰位于前进方向的原点处。		✓	✓	✓		✓
附加速度此速度将添加到流、风和波预测的组合速度值。当求解船舶等浮体在波浪中运动的时候，浮体相对于波浪的遭遇速度设定为该附加速度。			✓			✓
波高从波峰到波谷的垂直距离。			✓			✓
水深正在模拟的水体的深度。			✓			✓
相位特定分波在 $t$ = 0s 时的初始波相。此属性用于描述不同分波间的相差。波相是波周期的分数，以弧度为单位。					✓
已启用激活时，此波的影响会包含在模拟中。					✓
阶数指定椭圆余弦波求解的阶数。通过选择对应的值（一阶 – 五阶）,可最多在计算中包括五个项。将忽略高于指定的近似阶数的项。或者，可以使用艾特肯转换来改进计算中所有项级数的收敛。						✓
Significant Wave Height(有效波高) 定义为最高三分之一波的平均高度（从波谷到波峰）。								✓
Peak Wave Period(峰波周期) 该波周期为波能谱达到最大值时的频率的倒数。								✓
频谱类型用于定义波的长度或持续时间的物理量： Pierson-Moskowitz Pierson-Moskowitz 频谱最初针对充分发展的风浪提出。 JONSWAP JONSWAP 频谱对 Pierson-Moskowitz 频谱进行了延伸，从而包括描述发展中风浪状态的有限风区风浪。添加了一个 JONSWAP 指定子节点。								✓
频率数用于创建不规则波的分波数量。根据波谱来计算分波的波幅值。								✓
测试选项激活此属性时，随机数发生器将使用固定种子。这样，可以使用相同的波形图案来执行重复运行。								✓
参考的 VOF 波为链接的 VOF 波选择参考 VOF 波。只能选择计算场函数的波。不能将另一个链接的 VOF 波用作参考。									✓

Child Nodes(子节点)

单个波节点可具有以下子节点：

波长指定

指定波长。当模拟已初始化时，将显示相应的波周期。

波长指定属性包括：

波长
Eqn. (324) 中的波长 $λ$ 。
波周期
Eqn. (323) 中的波周期 $T$ （只读）。

当波的指定类型属性设为波长时，显示此节点。仅适用于“一阶”、“五阶”和“椭圆余弦”波类型。

波周期指定

指定波周期。当模拟已初始化时，将显示相应的波长。

波周期指定属性包括：

波周期
Eqn. (323) 中的波周期 $T$ 。
波长
Eqn. (324) 中的波长 $λ$ （只读）。

当波的指定类型属性设为波周期时，显示此节点。仅适用于“一阶”、“五阶”和“椭圆余弦”波类型。

次波

此节点是组成叠加波的一阶叠加波的管理器节点。

可使用右键单击菜单上的新建选项来创建所需的一阶叠加波。

自由表面高度

指定用户自定义波的自由表面高度。此属性必须设为自由表面高度数据映射器定义的映射自由表面高度场函数。

仅适用于用户自定义波。

波速

指定用户自定义波的速度分布。每个速度分量必须设为速度数据映射器定义的映射速度分量场函数。

仅适用于用户自定义波。

JONSWAP 指定

可使用 JONSWAP 指定来设置随机波的峰形和频谱宽度。当不规则波的频谱类型属性设为 JONSWAP 时，不规则波节点下将显示此节点。

请参见 JONSWAP 指定属性。

仅适用于不规则波类型。

JONSWAP 指定属性

JONSWAP 频谱对 Pierson-Moskowitz 频谱进行了延伸，从而包括描述发展中风浪状态的有限风区风浪。此频谱预期会成为以下各项的合理模型（采用 SI 单位）：

$3.6 < \frac{Peak Wave Period}{\sqrt{Significant Wave Height}} < 5$

峰形参数: 设置 Eqn. (333) 中的峰形 $γ$ 。平均值为 $γ$ = 3.3。
频谱宽度 A: 设置 $σ_{a}$ （请参见 Eqn. (333)）。平均值为 0.07。
频谱宽度 B: 设置 $σ_{b}$ （请参见 Eqn. (333)）。平均值为 0.09。

场函数

当创建任何 VOF 波时，添加这些场函数。这些场函数为漂浮在重流体（通常为水）中的物体定义了初始条件和边界条件。

Hydrostatic Pressure of [VofWave Name]([VOF 波名称] 的静水压力): 特定 VOF 波的静水压力。可使用此设置来初始化压力场和压力边界。
Velocity of [VofWave Name]([VOF 波名称] 的速度): 特定 VOF 波的速度矢量场。此设置可用于初始条件以及边界处的速度指定。
Volume Fraction of Heavy Fluid of [VofWave Name]([VOF 波名称] 的重流体体积分数): 特定 VOF 波的重流体（例如水）的体积分数。此设置可用于初始体积分数以及边界处的体积分数指定。
Volume Fraction of Light Fluid of [VofWave Name]([VOF 波名称] 的轻流体体积分数): 特定 VOF 波的轻流体（例如空气）的体积分数。此设置可用于初始体积分数以及边界处的体积分数指定。