本文選題：淺水方程 + 非靜壓模型�。� 參考：《水科學(xué)進(jìn)展》2017年03期

【摘要】：波浪破碎是海岸工程所關(guān)注的關(guān)鍵水動(dòng)力學(xué)問(wèn)題之一,而波浪破碎的數(shù)值模擬技術(shù)的研究方興未艾。高效的淺水方程基于靜壓假定,而通過(guò)引入動(dòng)壓項(xiàng)建立的完全非靜壓模型,可成功應(yīng)用于色散水波的模擬。自由表面的捕捉采用的垂向坐標(biāo)變換技術(shù),較之VOF(Volume of Fluid)模型,計(jì)算效率較高。但垂向坐標(biāo)變換不能模擬大曲率自由表面變形,即波浪破碎過(guò)程。對(duì)于破碎波的模擬,一種高效的模式分裂法應(yīng)用至非靜壓模型,即在波浪破碎局部水域?qū)⒛Ｐ头至褳殪o壓模型和非靜壓模型,破碎波波峰附近退化至靜壓模型,并持續(xù)至波浪破碎結(jié)束再恢復(fù)為動(dòng)壓模型。通過(guò)典型算例,驗(yàn)證了模式分裂法的適用性及對(duì)于波浪破碎過(guò)程的模擬精度,鑒于模式分裂法對(duì)于波浪破碎過(guò)程的模擬未引入新的概化模型,計(jì)算效率較高,可應(yīng)用于大尺度的海岸帶波浪的變形、破碎及越浪的數(shù)值模擬。
[Abstract]:Wave breakage is one of the key hydrodynamic problems in coastal engineering, and the numerical simulation of wave breakage is in the ascendant. The highly efficient shallow water equation is based on the static pressure assumption, and the completely non-static pressure model established by introducing the dynamic pressure term can be successfully applied to the simulation of dispersive water waves. The vertical coordinate transformation technique used to capture the free surface is more efficient than the VOF(Volume of fluid model. But the vertical coordinate transformation can not simulate the deformation of large curvature free surface, that is, wave breaking process. For the simulation of broken wave, an efficient mode splitting method is applied to the non-static pressure model, that is, the model is split into static pressure model and non-static pressure model in the local waters of wave breaking, and the breaking wave peak is degraded to the static pressure model. And continue until the end of wave breaking and then restore to the dynamic pressure model. Through a typical example, the applicability of the mode splitting method and the simulation accuracy of the wave breaking process are verified. In view of the fact that the model splitting method does not introduce a new generalizable model for the simulation of the wave breaking process, the calculation efficiency is high. It can be applied to the numerical simulation of wave deformation, breakage and surpassing in large scale coastal zone.
【作者單位】： 上海交通大學(xué)水動(dòng)力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院工程力學(xué)系;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11572196) 國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)資助項(xiàng)目(2014CB046200)~~
【分類號(hào)】：P731.2;P75

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本文編號(hào)：1874783