Четыре классических бенчмарка волновой лаборатории, прогнанных в нашем рабочем тулчейне и сверенных с опубликованными замерами: трансформация волны над подводным баром, обрушение на откосе, фокусировка волны в модельном бассейне — и генерация волны поршнем. Классика закрыта; полные отчёты, с данными и ограничениями, опубликованы как цитируемые отчёты с DOI.
Любая CFD-постановка рисует убедительную воду. Инженерный вопрос — воспроизводит ли та же постановка волны, которые физически измерены. Поэтому мы прогоняем классические бенчмарки волновой лаборатории — те, на которых волновые модели проверяют десятилетиями, — и публикуем каждую сверку целиком, отчётом с DOI. Эта страница — короткая версия: что проверено и с каким результатом.
Классика лотка (Beji & Battjes, 1993): регулярная волна проходит над подводным баром и перекраивается — ровно то, что дно серф-пула делает с волной. Расчёт сверен с лабораторными замерами на всех 10 волномерах вдоль лотка: средняя ошибка по поверхности — 2,7 мм на волнах высотой 2–4 см. Полный отчёт, с данными и ограничениями: DOI 10.5281/zenodo.21776521.
Эталонный эксперимент зоны прибоя (Ting & Kirby, 1994): регулярная волна выкатывается на откос 1:35 и обрушается. Для серф-пула это главный режим — обрушающаяся волна. Расчёт попадает в то, что важно для проектирования: где начинается обрушение, как ведёт себя средний уровень воды и обратное течение под волной — по измеренным силе и форме. Полный разбор обоих лотковых кейсов — в том же отчёте: DOI 10.5281/zenodo.21776521.
Третья классика (Berkhoff, Booy & Radder, 1982): модельный бассейн 20×22 м с эллиптической отмелью фокусирует волну в узкий пучок — проверка того, что вся батиметрия сразу делает с волновым полем. Так мы работаем и в реальных проектах: бассейн целиком считает волновая модель, зону формирования волны — CFD. Совпадение с экспериментом по четырём сечениям замеров: r = 0,97. Отчёт: DOI 10.5281/zenodo.21804625.
Четвёртый бенчмарк закрывает начало цепочки — сам волномейкер. Поршневой щит в численном лотке против классической теории волномейкера и лабораторного эксперимента Madsen (1970): высота волны у щита — 100,5% теории; первые волны после пуска выше установившихся в 1,22 раза — ровно как в лаборатории (1,22). Отчёт: DOI 10.5281/zenodo.21858419.
Четыре бенчмарка — четыре физических режима серф-пула: что дно делает с волной, само обрушение, волновое поле целого бассейна и волномейкер. Подробности — в опубликованных отчётах ниже.
| Beji–Battjes 1993подводный бар · бенчмарк 1 | Ting & Kirby 1994скользящий бурун · бенчмарк 2 | Berkhoff 1982эллиптическая отмель · бенчмарк 3 | Ursell / Madsen 1970поршень-волномейкер · бенчмарк 4 | |
|---|---|---|---|---|
| Физический режим | Трансформация волны над дном, до обрушения | Обрушение на откосе — сама зона прибоя | Рефракция, дифракция и фокусировка в целом бассейне | Генерация волны: от хода щита к волне |
| Против чего сверяли | Поверхность на 10 волномерах (Delft Hydraulics) | Огибающая волны, средний уровень, профили обратного течения | Высота волны вдоль 4 опубликованных сечений | Классическая теория волномейкера + пусковой эксперимент Madsen (1970) |
| Результат | Средняя ошибка по поверхности 2,7 мм на волнах 2–4 см | Точка обрушения, средний уровень и обратное течение — в измеренной картине | r = 0,97 с экспериментом | 100,5% теории у щита; стартовый перехлёст 1,22 = лаборатория 1,22 |
OpenFOAM (interFoam, метод объёма жидкости) — для зоны формирования волны; Basilisk (Грина–Нагди, слоистый негидростатический) — для распространения в масштабе бассейна. Между вами и числами нет ничего закрытого — кейсы может перепрогнать любой.
Измеренные ряды и точки берутся из опубликованных источников с записанным происхождением: геометрия и параметры лотка сверены с оригинальными статьями, оцифрованные точки — с таблицами.
Фиксированные окна осреднения, выбранные по стационарности; робастная статистика по волнам, отбрасывающая брызги; одно глобальное выравнивание фазы — и ни один параметр не крутился, чтобы догнать замер.
Кейс трансформации прошёл независимый аудит, который пытался сломать провенанс данных, постановку и анализ. Найденные поправки внесены; вердикт зафиксирован.
Когда мы считаем волну серф-пула, каждое утверждение опирается на тот же тулчейн, что показан здесь. Проверенная перекачка гармоник — то, что делает предсказания по профилю дна обоснованными; посчитанные пределы в зоне прибоя — то, что держит честными выводы про обрушение: мы знаем, какие результаты заявлять уверенно, а какие закрывать запасом или физическим прототипом.
Все три валидационных отчёта опубликованы как цитируемые технические отчёты (Zenodo) — в каждом постановка, данные, полная сверка и ограничения: CFD-лоток, трансформация и обрушение — DOI 10.5281/zenodo.21776521 (PDF, 1 МБ); волновые модели, бассейн Berkhoff — DOI 10.5281/zenodo.21804625 (PDF, 0,4 МБ); генерация поршнем — DOI 10.5281/zenodo.21858419 (PDF, 0,5 МБ).
Потому что лотковые бенчмарки опубликованы: геометрия, параметры волны и измеренные ряды открыты, датчиков много, и любой может повторить сравнение. Замеры с работающих бассейнов закрыты и скудны. Квалифицировать солвер на опубликованных бенчмарках — стандартная практика береговой инженерии.
Потому что погрешности — это и есть продукт. Модель с известными, посчитанными пределами годится для инженерных решений; модель, у которой всегда всё сходится, допросить нельзя. Мы публикуем, где она держится, где расходится, на сколько и почему.
OpenFOAM (interFoam, метод объёма жидкости) для зоны формирования волны, со штатной генерацией волн и активным гашением; волновые модели Basilisk (Грина–Нагди, слоистая негидростатическая) — для масштаба бассейна. Всё открыто, проверить может любой; валидируется вся практика — постановка, модели турбулентности, разрешение, схемы по времени, дисциплина постобработки.
В трёх опубликованных цитируемых технических отчётах (Zenodo, CC BY): CFD-лоток — трансформация и обрушение — DOI 10.5281/zenodo.21776521; волновые модели масштаба бассейна — DOI 10.5281/zenodo.21804625; генерация поршнем — DOI 10.5281/zenodo.21858419. В каждом — постановка, данные, полная сверка и ограничения. Эта страница — короткая версия.
Полные отчёты, стоящие за этой страницей, опубликованы — DOI-ссылки выше. Пришлите ваш проект — скажем, какие его части попадают в проверенные режимы, а каким нужны собственные проверки.