潮流作用下潮灣地形不穩(wěn)定性數(shù)值模擬
發(fā)布時(shí)間:2017-04-22 21:17
本文關(guān)鍵詞:潮流作用下潮灣地形不穩(wěn)定性數(shù)值模擬,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:潮灣是沿岸地區(qū)重要的地貌特征,了解潮灣系統(tǒng)的形成及演變對沿岸經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)具有十分重要的意義。本文以潮灣地形線性不穩(wěn)定理論為基礎(chǔ),采用數(shù)值計(jì)算模型對潮灣地形不穩(wěn)定進(jìn)行了研究。本文首先介紹了數(shù)值模擬過程中用到的水流與地形計(jì)算耦合數(shù)學(xué)模型,包括水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型、泥沙輸移模型和地形演變模型,詳細(xì)給出了計(jì)算模型的離散方式和求解方法。為了保證所用計(jì)算模型的正確性,本文通過與解析解及他人模擬結(jié)果的對比驗(yàn)證了計(jì)算模型的正確性。然后詳細(xì)介紹了潮灣在水流、泥沙和地形耦合作用下不穩(wěn)定演變理論,給出了三種不穩(wěn)定地形擾動(dòng)模式。應(yīng)用數(shù)值計(jì)算模型模擬了這三種模式下潮灣地形的不穩(wěn)定性,并與Schuttelaars等(1999)分析結(jié)果進(jìn)行比較,證明了所用模型的有效性。最后討論了水底摩擦系數(shù)、懸沙擴(kuò)散系數(shù)、地形坡度和推移質(zhì)輸沙對潮灣地形不穩(wěn)定性的影響。模擬結(jié)果表明不穩(wěn)定增長是水動(dòng)力、泥沙和水底地形互為正反饋的結(jié)果。較大的懸沙擴(kuò)散系數(shù)條件下,地形擾動(dòng)的不穩(wěn)定性表現(xiàn)得越強(qiáng);潮灣地形坡度對地形不穩(wěn)定存在較大影響,較小的地形坡度使得靠近入口附近的擾動(dòng)增長更快,卻使得靠岸側(cè)的擾動(dòng)不斷消減;僅考慮推移質(zhì)的情況下,地形擾動(dòng)不顯現(xiàn)出不穩(wěn)定性,擾動(dòng)處于不斷消減狀態(tài)。
【關(guān)鍵詞】:潮灣 不穩(wěn)定 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TV148
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 引言8-13
- 1 潮流與水底地形變化耦合計(jì)算模型13-30
- 1.1 水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型13-21
- 1.1.1 基本方程13-14
- 1.1.2 邊界條件14-15
- 1.1.3 水流數(shù)學(xué)模型的數(shù)值離散15-21
- 1.2 泥沙輸移方程21-25
- 1.2.1 懸移質(zhì)泥沙輸移方程21-22
- 1.2.2 懸移質(zhì)泥沙輸移方程的數(shù)值離散22-24
- 1.2.3 推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)24-25
- 1.3 地形演變方程25-29
- 1.3.1 地形演變基本方程25-26
- 1.3.2 地形演變基本方程的數(shù)值離散26-29
- 1.4 本章小結(jié)29-30
- 2 潮灣地形線性不穩(wěn)定理論30-39
- 2.1 潮灣地形線性不穩(wěn)定性分析30-38
- 2.1.1 勢流與粘性流的影響35-36
- 2.1.2 摩擦系數(shù)的影響36-37
- 2.1.3 擴(kuò)散系數(shù)的影響37-38
- 2.1.4 底坡系數(shù)的影響38
- 2.2 本章小結(jié)38-39
- 3 數(shù)值計(jì)算模型驗(yàn)證39-48
- 3.1 水動(dòng)力模型驗(yàn)證39-43
- 3.2 泥沙輸移模型驗(yàn)證43-45
- 3.3 水流與地形耦合模型驗(yàn)證45-47
- 3.4 本章小結(jié)47-48
- 4 潮灣地形不穩(wěn)定性數(shù)值研究48-74
- 4.1 不穩(wěn)定模式一的數(shù)值模擬49-57
- 4.2 不穩(wěn)定模式二的數(shù)值模擬57-65
- 4.3 不穩(wěn)定模式三的數(shù)值模擬65-73
- 4.4 三種模式對應(yīng)的地形演化比較73
- 4.5 本章小結(jié)73-74
- 5 潮灣地形不穩(wěn)定性演化的特征74-88
- 5.1 摩擦的影響74-77
- 5.2 懸移質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)的影響77-81
- 5.3 地形坡度的影響81-84
- 5.4 推移質(zhì)輸沙的影響84-87
- 5.5 本章小結(jié)87-88
- 結(jié)論88-89
- 參考文獻(xiàn)89-91
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況91-92
- 致謝92-93
【相似文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):321293
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