針對(duì)近岸海域極端海況的防災(zāi)減災(zāi)問題,準(zhǔn)確模擬追蹤海嘯波傳播過程,再現(xiàn)液面局部射流、崩破波等波面湍動(dòng)現(xiàn)象。建立SPH數(shù)值水槽,邊界條件基于固壁粒子法,減少海堤坡角改變對(duì)計(jì)算域精度的影響,討論粒子間距設(shè)置對(duì)模擬精度的影響。模擬7種不同海堤坡角下波浪的爬高與衰減情況,討論了海堤坡角變化對(duì)消波系數(shù)的影響。當(dāng)粒子間距設(shè)置為0.002 m時(shí),模型能準(zhǔn)確地捕捉海嘯波的強(qiáng)非線性現(xiàn)象。隨著海堤坡角增大,海嘯波峰值爬升率增大,波浪越堤后因崩破波的產(chǎn)生,波能衰減進(jìn)一步加劇。當(dāng)坡角較小時(shí),消波系數(shù)隨坡角的增大提升明顯,而后趨于緩慢增長。 

【文章來源】：海洋工程. 2020,38(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

三種固邊界處理方法

模型試驗(yàn)布置示意

在t0+0.56 s時(shí)刻，海堤模型上底前端液位開始升高，液體即將進(jìn)入海堤頂部;在t0+0.85 s時(shí)刻，水頭前端運(yùn)動(dòng)到海堤頂部右端，此時(shí)水頭前端面變形明顯，涌水即將越過海堤右端，隨即越過海堤形成射流，波面演變示意圖如圖3所示。由數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，數(shù)值模型粒子間距設(shè)置為0.002 m時(shí)，能更好地?cái)M合液面流態(tài)的劇烈變化;粒子間距設(shè)置為0.005 m時(shí)，在潰壩波液面峰值處出現(xiàn)擬合誤差，未能達(dá)到較高的模擬精度。由波面結(jié)果對(duì)比圖可以看出，粒子間距設(shè)置為0.002 m時(shí)，數(shù)值模擬與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合精度最高，數(shù)值模擬7 s海嘯波傳播過程在計(jì)算機(jī)上需要運(yùn)行10 h左右，計(jì)算成本可接受。在綜合考慮模擬精度和計(jì)算成本后，文中數(shù)值模擬采用的粒子間距均為0.002 m。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3032419