【摘要】：光滑粒子水動力學(xué)(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法作為一種純拉格朗日的無網(wǎng)格方法,避免了傳統(tǒng)歐拉網(wǎng)格法中網(wǎng)格纏結(jié)和扭曲問題,在處理大變形自由表面和移動邊界問題上具有獨特優(yōu)勢,十分適合模擬潰壩水流。近年來,標(biāo)準(zhǔn)SPH方法在水流和建筑物的相互作用、造波和波浪破碎問題上得到了良好的應(yīng)用和發(fā)展,而SPH方法求解淺水波方程的研究還處于探索階段。本文詳細(xì)研究了SPH方法的基本思想和原理以及淺水波方程的SPH變分形式。為了處理任意復(fù)雜地形,使用SPH內(nèi)插法離散河床傾斜摩擦源項。固體邊界處理采用最新的修正虛擬邊界粒子方法。同時為了提高計算精度和穩(wěn)定性,減少數(shù)值振蕩,在人工穩(wěn)定項的基礎(chǔ)上結(jié)合MUSCL重構(gòu)。本文運用以上模型對平底河床上的二維潰壩問題進(jìn)行了模擬,包括河床光滑(下游有水和無水)、河床粗糙和局部潰壩問題。計算結(jié)果和理論解、試驗數(shù)據(jù)吻合良好,證明模型的可行性和準(zhǔn)確性,并且能夠有效處理大變形和干濕邊界問題。分析了人工黏性和Lax-Friedrichs flux穩(wěn)定項的區(qū)別,并且結(jié)合MUSCL重構(gòu)后,結(jié)果能夠得到極大改善。研究了粒子間距對計算精度的影響。針對潰壩水流遭遇障礙物的問題,模擬了河床存在摩擦且下游設(shè)置三種不同障礙物(三角形、矩形、[啺，

本文編號：2235566