本文選題：交替方向隱式格式(ADI) + 急流�。� 參考：《水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯)》2017年05期

【摘要】：在采用淺水方程的洪水模擬中,經(jīng)典的交替方向隱式格式(ADI)被認(rèn)為不能用來計(jì)算跨臨界流。這種格式會(huì)在自由水面和流速急劇變化的地方產(chǎn)生非物理振蕩。然而,實(shí)際中這種格式仍然被廣泛應(yīng)用于商業(yè)計(jì)算軟件。為了能夠用ADI格式在模擬跨臨界流時(shí)能夠得到穩(wěn)定的數(shù)值結(jié)果,修改動(dòng)量修正系數(shù)(Boussinesq系數(shù))這種數(shù)值處理方法能夠部分地減輕ADI模型在模擬跨臨界流時(shí)遇到的困難。該文通過對(duì)一維恒定流條件下的高速明渠流動(dòng)問題的數(shù)值模擬,以及二維英國Boscastle地區(qū)洪水波的數(shù)值模擬,系統(tǒng)地評(píng)估了這種數(shù)值處理方法對(duì)模型計(jì)算的影響,并對(duì)比了ADI和具有激波捕捉能力的TVD-Mac Cormack模型的計(jì)算結(jié)果。結(jié)果表明,隨著動(dòng)量修正系數(shù)的減小,可以有效抑制ADI格式產(chǎn)生的數(shù)值振蕩,但同時(shí)會(huì)降低水深的預(yù)測(cè)值。這些結(jié)果有助于評(píng)估數(shù)值格式在模擬跨臨界流動(dòng)時(shí)的準(zhǔn)確性。
[Abstract]:In flood simulation using shallow water equations, the classical alternating direction implicit scheme (ADI) is considered to be unable to be used to calculate transcritical flows. This format produces non-physical oscillations in free water and where the velocity changes dramatically. However, in practice, this format is still widely used in commercial computing software. In order to obtain stable numerical results by using ADI scheme in simulating transcritical flow, the modified momentum correction coefficient and Boussinesq coefficient are modified. This numerical method can partially alleviate the difficulties encountered by the ADI model in simulating transcritical flow. In this paper, the influence of this numerical treatment method on the model calculation is systematically evaluated by the numerical simulation of high speed open channel flow under the condition of one dimensional constant flow and the numerical simulation of two dimensional flood waves in the Boscastle region of England. The results of ADI and TVD-Mac Cormack model with shock capture ability are compared. The results show that the numerical oscillation generated by the ADI scheme can be effectively suppressed with the decrease of the momentum correction coefficient, but the predicted value of the water depth will be reduced at the same time. These results help to evaluate the accuracy of numerical schemes in simulating cross-critical flows.
【作者單位】： 上海交通大學(xué);劍橋大學(xué);
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11632012) 英國牛頓委員會(huì)基金(UK-275929921)~~
【分類號(hào)】：TV133

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本文編號(hào)：1857250