河口潮流垂向二维有限元数学模型

σ坐标变换在河口潮流数学模型中得到了广泛的应用。本文探讨了它在差分离散范畴内的适用性，并认为：在变换后的规则网格上，控制方程增添了若干个非线性项，使得模型更加复杂、计算工作量增加、增大了误差的可能性，为了建立简单、快捷和有效的河口潮流垂向二维数学模型。本文应用变网格有限元方法（不引入σ坐标变换。采用任意四边形等参单元）离散横向积分的Navier-Stokes方程。     

非结构网格生成法在二维潮流数学模型中的应用

文章基于Delaunay三角化的思想实现了非结构化数值网格生成技术,并LOP(Local Optimization Procedure)算法对网格进行了优化。用有限体积法在非结构三角形网格上对平面二维潮流方程进行了数值求解。实例应用分析表明,文中的数值网格生成技术和有限体积方法相结合用于求解具有复杂几何边界区域内的潮流问题能取得很好的结果。     

海岸河口二维潮流可视化数学模型

经过多年的不同断的研究,逐步改进和完善了在海岸河口非常适用的,基于不规则三角形网格显式差分法的二维潮流数学模型,研制了潮流场可视化成品实用软件,将二者结合起来即构成了二维潮流可视化数学模,可视化数学模型不仅使数学模型可视化,直观化,而且加快了数学模型的调试速度,方便 了各种工程方案的比选,从而使用数学模型解决实际工程问题的效率大为提高。     

潮流作用下河口悬沙运动二维数学模型

对于粉沙淤泥质河口和第底泥沙受潮流作用主要以悬沙形式输运。在这样的海区建港与疏浚航道,需要首先先进泥沙淤积问题的研究,本文采用潮流作用下不平衡方程式,挟沙能力公式和起动流速公式,建立了潮流作用下河口悬沙运动二维数学模型,一维悬沙不平衡输沙方程和海底变 方程进行离散时直接采用显式迎风格式,得到了较好的结果。     

闽江口河网二维潮流数学模型

应用“河网正交贴体坐标”技术拟合闽江河口多汊道河网，将网格控制在河道有效区域内，使网格空间步长大大缩小，提高了计算的可信度，应用“矩阵追赶法”和“非线性二维潮流模型”等求解方法，很好地模拟了闽江河口复杂的潮流场，计算时间步长可长达10min。该数学模型已在闽江口等多个工程中得到应用，效果良好。     

潮流、波浪综合作用下河口二维悬沙数学模型

本文根据河口水流动力特性和泥沙变化规律，把波浪运动概化为具有时均意义的波浪流分布场，将“波流幅射应力”、“波流摩阻力”以及“波流挟沙力”三个要素归纳到水流运动方程和悬沙输送方程中去，构成潮流、波浪综合作用下河口二维悬沙数学模型计算系统。通过对珠江口黄茅海悬沙冲淤过程的实际算例，表明该系统模拟河口悬沙在潮流和波浪综合作用下的分布特性和冲淤趋势方面，具有良好的应用前景。     

二维潮流计算中非结构有限体积法研究和应用

基于非结构网格有限体积法,通过引入弥散修正项和TVD高阶对流格式,形成高精度、守恒性好的非结构二维潮流有限体积算法.利用该算法对一维驻波理论算例进行了验证计算,并对长江口潮流情况进行了模拟.结果表明,模型能反映水流运动的基本规律,二维潮流场的模拟精度较高,能达到工程应用要求.     

海岸三维潮流数学模型的研究及应用

本模型以三维Navier－Stokes方程为基础,经σ-坐标变换得模式方程,然后选用特殊的插值函数,利用有限元和差分相结合的方法求解.所建模型可适应具有较为复杂岸线和海工建筑的海域潮流计算,可进行局部加密,同时能以较高分辨率揭示三维潮流的空间结构特征.本潮流模型具有省时、简便的特点.     

潮流作用下河口是沙运动二维数学模型

对于粉沙淤泥质河口和海岸,海底泥沙受潮流作用主要以悬沙形式输运。在这样的海区建港与疏浚航道,需要首先进行泥沙淤积问题的研究。本文采用潮流作用下不平衡方程式、挟沙能力公式和起动流速公式,建立了潮流作用下河口悬沙运动二维数学模型,在对二维悬沙不平衡输沙方程和海底变形方程进行离散时直接采用显式迎风格式,得到了较好的结果。在此基础上,将该模型应用于实际水域,结果表明,该数学模型能够模拟河口的悬沙运动规律和冲淤变化,对于水流较大的海域该模型有一定的应用价值     

基于非结构化四边形网格的VOF法

提出了一种基于非结构化四边形网格的VOF法,用以模拟二维自由表面流动问题。由于非结构化四边形网格在拟合任意复杂曲线边界上的优势,此法能够在不进行任何边界处理和不引入任何人工糙度的情况下直接、准确地求解具有任意边界形状的界面对流问题。此法采用PLIC法来重构界面,以保证界面具有二阶空间精度;采用MLER法来对流流体体积,以提高算法的体积守恒性。此外,为了提高算法的计算效率,文中针对非结构化四边形网格提出了一种确定界面截距的解析方法。大应变界面对流数值实验表明:此法具有较高的体积守恒精度和二阶的形状误差收敛率。     

杭州湾潮致余流数值研究

运用１９５９年１０月－１９９２年５月在杭州湾２５０余测次海流周日连续观测资料，运用σ坐标系下的三维潮控制方程，模拟该湾的欧拉余流，进行欧拉余流产生机制的数值试验；并根据欧拉流动的数值计算结果，采用拉格朗日速度在欧拉流场的近似展开，求得水质点运动轨迹和速度。结果表明，杭州湾潮致余流的最大余流速度为４６．０ＣＭ／Ｓ，惯性效应是杭州湾潮致余流产生的主要原因，杭州湾拉格朗月余流场被逆时针的大涡旋控制，表层     

ECOM模式在胶州湾潮流计算中的应用

将ＥＣＯＭ模式应用于胶州湾分潮的潮汐与潮流数值模拟,结果与观测资料符合较一维潮流水平与垂直分布结构以及若干个潮致余流涡的水平分布状况。     

渤海的环流、潮余流及其对沉积物分布的影响

阐明渤海环流和潮余流的分布特征及其与沉积物输运之间的关系。本文根据80年代以来的实测海流资料得到：辽东湾的环流是顺时针向的；黄河三角洲外海存在着一支流向东北偏北向流，与辽东湾西部的东北向海流相接；渤海湾内的环流北部为反时针向，南部为顺时针向回转的双环结构。上述环流趋势与渤海沉积物分布相一致。渤海沿岸主要入海河流的特征矿物分布正是上述环流存在的最好佐证。文中进一步讨论了潮余流分布特征及其对渤海环流的贡献。     

渤海的环流、潮余流及其对沉积物分布的影响

阐明渤海环流和潮余流的分布特征及其与沉积物输运之间的关系。本文根据８０年代以来的实测海流资料得到：辽东湾的环流是顺时针向的；黄河三角洲外海存在着一支流向东北偏北向流，与辽东湾西部的东北向海流相接；渤海湾内的环流北部为反时针向，南部为顺时针向回转的双环结构。上述环流趋势与渤海沉积物分布相一致。渤海沿岸主要入海河流的特征矿物分布正在上述环流存在的最好佐证。文中进一步讨论了潮余流分布特征及其对渤海环流的     

极浅海域潮流数值模型

通过对以往的浅水环流数值模型进行改进，建立适用于极浅水域的且能达到较高分辨率的潮汐环流数值模型。模型的主要特点是：（１）通过改进海底摩擦项的表达式来克服传统的二次方律在极浅的潮滩区所产生的不稳定问题；（２）采用逆风格式处理动量方程中的平流项，有效地抑制由于岸边界移动引起的数值短波的扩散。结合老虎滩湾海上工程的需要，利用本模型进行一系列的数值模拟试验。经过实测资料验证表明，改进后的模型具有良好的稳定     

点源二维各向异性地电断面的直流电场有限元解法

本文给出点源二维各向导性地电断面的直流电场有限元解法。首先,用付氏变换将点源二维各向异性地电断面的三维边值问题转变成二维边值问题;然后导出与二维边值问题相应的变分方程;最后用有限元法解变分方程并用付氏反变换,就获得三维空间中的电位 本文用此方法给出二个算例,并与解析解进行对比。     

长江口三维潮流数值计算及动力分析

采用三维动力学数学模型对长江口潮流场进行了计算，对长江口潮流流态在一个潮周期内逐时进行了分析，并对长江口南支盐水倒灌从动力学角度进行了初步探讨。计算结果表明：文中模型较好地重演长江口潮流场，可以用于大型复杂河口工程实际中的潮流场的计算和分析。     

海南南山外海潮流的数值模拟

本文建立了三个不同大小和不同分辨率的数值模型,得到了海南南山外海高分辨率的计算結果,与实测结果符合良好。     

台湾海峡潮汐潮流的有限元模拟

本文采用三维有限元(QUODDY)模型模拟了台湾海峡的潮汐和潮流特征。模拟结果表明,有限元模型可以得到较好的模拟结果:M2,S2,O1,K1的潮位调和常数的平均绝对偏差分别为(4.18cm,7.0°),(4.68cm,11.4°),(3.52cm,7.1°)和(3.86cm,4.5°);东、北分量潮流的平均偏差M2为(10.1cm/s,29.8°)和(12.2cm/s,30.2°),而K1为(5.3cm/s,47.7°)和(5.7cm/s,49.8°)。海峡内半日潮波系统中占主导地位的是自海峡北边界传入的半日潮波。潮汐类型为正规半日潮和不正规半日潮的海区约占整个计算区域的92%以上。海峡内由四个主要分潮引起的理论最大潮差平均值为320cm,其中最大理论潮差可达681cm,出现在海峡西北部的海坛岛至兴化湾一带。