ISWFoam: a numerical model for internal solitary wave simulation in continuously stratified fluids
ISWFoam：一种用于连续分层流体中内孤立波模拟的数值模型
李景远 张庆河 陈同庆
摘要：基于开源代码OpenFOAM，开发了一种数值模型ISWFoam，用于模拟连续分层、不可压缩和粘性流体中的内部孤立波（ISW）。该模型结合了密度输运方程和包含科氏力的雷诺时均Navier-Stokes方程，离散方程采用有限体积法。针对可变密度场，对k-ω SST湍流模型进行了修正。ISWFoam提供了两种初始波生成方法，用于在连续分层流体中生成内部孤立波，包括解弱非线性扩展的Korteweg–de Vries（eKdV）方程模型和完全非线性的Dubreil–Jacotin–Long（DJL）方程模型。
对ISWFoam进行了网格无关性测试，综合考虑精度和计算效率，建议ISW模拟的适当网格大小为特征长度的1/150和ISW振幅的1/25。通过平底区域实验室尺度和实际海洋尺度、三角形潜脊、高斯脊及斜坡的ISW传播实例，模拟结果与实验数据进行了对比验证。实验室测试结果，包括ISW波形、波破碎位置、ISW到达时间以及混合区域的时空变化，均被ISWFoam良好再现。采用非结构网格和局部网格加密的ISWFoam模型，能够有效模拟ISW的演化、波浪破碎现象、波形反转以及ISW与复杂地形的相互作用。
原文链接：https://zehktpgxscfgulkfmfugyzfgugqvky-s.p.lib.tju.edu.cn/articles/15/105/2022/#section14
