泥沙的運(yùn)動(dòng)是近海海域波、流作用下最為活躍的現(xiàn)象之一。隨著人類在近海工程、資源開發(fā)和海上交通等領(lǐng)域的不斷發(fā)展,對近岸水動(dòng)力及其作用下的泥沙運(yùn)動(dòng)的研究變的尤為重要。泥沙運(yùn)動(dòng)是岸線演變、航道淤積和建筑物根部沖淤的根本原因,是港口碼頭設(shè)計(jì)、航道布置、防波堤布置等近海工程問題的重要參考因素。所以,研究近岸波浪、波生流以及近岸泥沙輸運(yùn)對于近岸實(shí)際工程建設(shè)有著重要的參考價(jià)值,對預(yù)測岸線演變有著十分重要的意義。本文在自適應(yīng)四叉樹網(wǎng)格下建立了近岸波浪傳播數(shù)值模型、波生流數(shù)值模型和近岸泥沙輸運(yùn)數(shù)值模型。相對于均一化網(wǎng)格,四叉樹網(wǎng)格可以更好的模擬復(fù)雜的計(jì)算域和邊界,尤其是對復(fù)雜的流體動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域；相對于一般的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,四叉樹網(wǎng)格在離散模型過程中不需要引入形函數(shù),避免產(chǎn)生復(fù)雜的交叉項(xiàng)。本文采用的自適應(yīng)四叉樹網(wǎng)格還能夠根據(jù)計(jì)算點(diǎn)處波長或水深與網(wǎng)格尺寸的關(guān)系自動(dòng)對網(wǎng)格加密,相對現(xiàn)有模型可以節(jié)約大量的存儲空間和計(jì)算時(shí)間。在該四叉樹網(wǎng)格下,采用有限體積法對控制方程進(jìn)行數(shù)值離散。采用引入波浪破碎項(xiàng)的橢圓型緩坡方程數(shù)值模型對Hazaki海岸的波浪傳播進(jìn)行數(shù)值模擬,驗(yàn)證模型的正確性。采用平面二維淺水方程建立的近岸波生流數(shù)...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢
        1.2.1 近岸波浪橢圓型緩坡方程的研究進(jìn)展
        1.2.2 近岸流波生流數(shù)值模型的研究進(jìn)展
        1.2.3 近岸泥沙輸運(yùn)數(shù)值模型的研究進(jìn)展
    1.3 本文的工作
2 四叉樹網(wǎng)格下近岸波浪傳播數(shù)值模型
    2.1 近岸波浪傳播數(shù)值模型
        2.1.1 橢圓型緩坡方程
        2.1.2 四叉樹網(wǎng)格
        2.1.3 方程的離散
        2.1.4 邊界條件
        2.1.5 方程組的迭代及穩(wěn)定性條件
    2.2 近岸波浪傳播數(shù)值模型的驗(yàn)證
    2.3 小結(jié)
3 四叉樹網(wǎng)格下近岸波生流數(shù)值模型
    3.1 近岸波生流數(shù)值模型
        3.1.1 平面二維淺水方程
        3.1.2 方程的離散
        3.1.3 邊界條件
        3.1.4 計(jì)算的穩(wěn)定性條件及求解過程
    3.2 近岸波生流數(shù)值模型的驗(yàn)證
        3.2.1 Hamilton和Ebersole物理模型實(shí)驗(yàn)的模擬驗(yàn)證
        3.2.2 Reniers和Battjes物理模型實(shí)驗(yàn)的模擬驗(yàn)證
    3.3 小結(jié)
4 四叉樹網(wǎng)格下近岸泥沙輸運(yùn)數(shù)值模型
    4.1 近岸泥沙輸運(yùn)數(shù)值模型
        4.1.1 二維懸沙擴(kuò)散方程
        4.1.2 推移質(zhì)泥沙輸運(yùn)數(shù)值模型
    4.2 近岸泥沙數(shù)值模型的離散
        4.2.1 懸沙輸運(yùn)數(shù)值模型的離散
        4.2.2 推移質(zhì)輸運(yùn)數(shù)值模型的離散
        4.2.3 邊界條件
    4.3 近岸波流場中泥沙輸運(yùn)數(shù)值模型的驗(yàn)證
        4.3.1 LSTF模型實(shí)驗(yàn)的模擬驗(yàn)證
        4.3.2 Miller實(shí)地測量實(shí)驗(yàn)的模擬驗(yàn)證
    4.4 小結(jié)
5 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3813866