ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КРУПНОМАСШТАБНЫХ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ СОБЫТИЙ В ПАКЕТЕ OpenFOAM
Ключевые слова:
вычислительная гидродинамика, OpenFOAM, метод объема жидкости, уравнения Навье — Стокса, моделирование прорыва плотины, свободная поверхность, турбулентностьАннотация
В статье рассматривается методология трехмерного нестационарного моделирования крупномасштабных течений жидкости со свободной поверхностью в условиях сложного рельефа местности с использованием открытого пакета вычислительной гидродинамики OpenFOAM. Математическая основа модели базируется на уравнениях Навье — Стокса, осредненных по Рейнольдсу (RANS), стандартной $k$-$\varepsilon$ модели турбулентности и методе объема жидкости (VOF) для отслеживания динамики межфазной границы раздела «вода — воздух». Валидация расчетной схемы проведена на классических тестовых задачах обрушения столба жидкости (в том числе при наличии препятствия), а практический потенциал технологии проиллюстрирован на примерах численного прогнозирования зон затопления при гипотетическом прорыве плотин Папанского и Камперабадского водохранилищ в Киргизии.
Библиографические ссылки
1. www.openfoam.org. OpenFOAM 1.7.1. User Guide.
2. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
3. J. Martin, W. Moyce, An experimental study of the collapse of liquid columns on a rigid horizontal plane, Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. Volume 244 No. 882, pp. 312–324.
4. K. M. T. Kleefsman, G. Fekken, A. E. P. Veldman, B. Iwanowski and B. Buchner. A Volume-of-Fluid based simulation method for wave impact problems. Journal of Computational Physics, volume 206, issue 1, June, 2005, pp.363-393.
