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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 234 毫秒
1.
为模拟潜堤上破碎波浪传播时产生能量的耗散这一特性,在改进的具有四阶色散的Boussinesq水波方程中中入二阶紊动粘性项,建立了考虑波浪破碎的水波数学模型.在非交错网格下建立了有限差分数值模型,并利用三阶Adams-Bash forth格式预报、四阶Adams-Mouton格式校正对数值模型进行求解.通过数值试验,模拟...  相似文献   

2.
非结构化网格下椭圆型缓坡方程的数值求解   总被引:4,自引:4,他引:0  
魏美芳  唐军  沈永明 《海洋学报》2009,31(2):159-164
椭圆型缓坡方程是一种用线性波浪理论研究近岸波浪传播变形的有效波浪数学模型。非结构化网格下的有限容积法不仅对复杂边界的适应性好,还能保证迭代求解过程的守恒性。建立了非结构化网格下的椭圆型缓坡方程数值模型。在模型中采用非结构化网格下的有限容积法对椭圆型缓坡方程进行了数值离散,结合GPBiCG(m,n)算法求解离散方程。数值计算结果表明,该数值模型可有效地用于模拟近岸缓坡区域复杂边界下波浪的传播。  相似文献   

3.
针对一组近似到二阶完全非线性,四阶色散的Boussinesq方程,在交错网格下建立了数学模型.计算中时间层不交错,模型的求解利用混合四阶Adams-Bashforth-Moulton格式的有限差分法.数值模拟了波浪在潜堤上的演化过程,再现了波浪的浅化、反射以及非线性波能量传递等现象.对数值计算结果采用Friouer变换...  相似文献   

4.
适合中等水流的Boussinesq方程   总被引:2,自引:0,他引:2  
推导了含量阶为O(ε1/2)的瞬变非均匀流的Boussinesq水波方程,讨论了该量阶水流对流场速度和压力分布的影响,采用了Crank-Nicolson格式的预估-校正有限差分法对该方程进行了数值求解.把数值结果与无水流情况的实验结果进行了对比,验证了该方程和数值计算方法的有效性,与经典的Boussinesq方程和含量阶为O(1)的瞬变非均匀流的Boussinesq水波方程的计算结果进行了比较,考察了该方程的适用范围.  相似文献   

5.
二维非线性浅水波的数值模拟   总被引:3,自引:0,他引:3  
陶建华  张岩 《海洋学报》1990,12(1):91-99
研究工作的目的在于建立一个能够模拟二维潮流、洪水波(长波)和浅水波浪(短波)的综合数学模型.基本模型建立在非线性的Boussinesq方程基础之上.本文主要讨论浅水波浪即短波的数值模拟.模型可以考虑必要的外力项,如柯氏力、风应力、大气压力和底摩阻力等.针对Boussinesq方程提出了一个全隐的二维差分格式,讨论了人工开边界的处理方法.模型被用来计算了突然扩张渠槽中的环流和单突堤后的水波绕射,取得了满意的结果.  相似文献   

6.
非线性效应对浅水水波变形的影响   总被引:3,自引:0,他引:3  
本文采用波数矢量无旋和波能守恒方程建立了一个考虑非线性作用的浅水水波变形数值模型,模型中采用Battjes关系与波数矢量无旋,波能守恒方程一起来求解波浪在浅水中变形的波浪要素,在波能守恒方程中考虑了底摩擦的影响。利用本文提出的数值模型对一个斜坡浅滩水域波浪折射绕射现象进行了验证,验证计算中用一个非线性经验弥散关系近似浅水水波变形的非线性效应并与用线性弥散关系的计算结果进行了比较,结果说明使用非线性  相似文献   

7.
近岸波浪在刚性植被区域传播的数值模型   总被引:2,自引:0,他引:2  
基于扩展型Boussinesq水波方程,建立了波浪在刚性植被覆盖的近岸海域传播的数值模型。通过在动量方程源项中引入拖曳阻力项考虑植被对波浪的衰减作用。控制方程采用有限差分和有限体积混合格式求解,模型稳定性强,具备间断捕捉能力,能有效模拟近岸区域波浪的传播变形、破碎和处理海岸动边界问题。利用所建立模型对典型物理模型实验进行模拟,计算结果与实验结果吻合良好,表明模型可用于波浪在刚性植被覆盖海域的数值计算。  相似文献   

8.
港口中系泊船在波浪作用下运动问题的本质是浅水波浪与浮体的相互作用。与深水情况不同,浅水问题应当考虑水底、水域边界的影响及浅水波浪自身的特性,单一模型很难实现该模拟过程。为此,建立了Boussinesq方程计算入射波和Laplace方程计算散射波的全时域组合计算模型。有限元法求解的Boussinesq方程能使入射波充分考虑到水底、水域边界的影响和浅水波浪的特性;散射波被线性化,采用边界元法求解,并以浮体运动时的物面条件为入射波和散射波求解的匹配条件。该方法为完全的时域方法,计算网格不随时间变动,计算过程较为方便。通过与实验及其他数值方法的结果进行比较,验证了本模型对非线性波面、浮体的运动都有比较理想的计算结果,显示了本模型对非线性问题具有较好的计算能力。  相似文献   

9.
浮式防波堤充分利用波能在水深方向的分布特性,在满足工程消浪要求的同时对海域水沙交换影响较小,且能够快速布置,在某些实际工程有一定应用前景。为了深入了解波浪作用下浮式防波堤的动力响应,基于OpenFOAM标准求解器olaFlow,在刚体运动求解计算中植入锚链求解模块MOODY(mooring cable dynamics),实现了基于重叠网格方法的浮体运动与锚链受力耦合求解,建立了锚链系泊浮式防波堤动力响应的二维数值模型。利用该数值模型对锚链系泊单方箱浮式防波堤在波浪作用下的透射系数、运动响应、锚链张力进行了模拟,并和相关试验结果进行了比较。结果表明,模型能够准确模拟二维波浪和浮式防波堤的相互作用,并用于三维模型的改进。  相似文献   

10.
适于模拟不规则水域波浪的缓坡方程两种数值模型比较   总被引:1,自引:1,他引:0  
本文分析比较了适于不规则水域波浪模拟的椭圆型缓坡方程两种数值模型。两种数值模型均采用有限体积法离散,分别基于四叉树网格和非结构化三角形网格建立。首先结合近岸缓坡地形上波浪传播的经典物理模型实验对两种数值模型分别进行了验证,并结合计算结果对比分析了两种模型的计算精度和效率。计算结果表明,两种数值模型均可有效地模拟近岸波浪的传播变形;相对非结构化三角形网格下的模型,基于四叉树网格建立的数值模型在数值离散和求解过程中无需引入形函数、不产生复杂的交叉项,离散简单,易于程序实现,且节约计算存储空间,计算效率高。  相似文献   

11.
on the evolution equation for water waves,a mathematical model for wave propagation in large mild-slope areas is derived.The model is solved by the finite difference method with the staggered grid system.The computational results are in good agreement with experimental data and show that the model can obtain better results with relatively coarser grids.The model can be used to simulate water wave propagation in large coastal areas and can be efficiently solved without much programming effort.  相似文献   

12.
The "surface roller" to simulate wave energy dissipation of wave breaking is introduced into the random wave model based on approximate parabolic mild slope equation in this paper to simulate the random wave transportation including diffraction, refraction and breaking in nearshore areas. The roller breaking random wave higher-order approximate parabolic equation model has been verified by the existing experimental data for a plane slope beach and a circular shoal, and the numerical results of random wave breaking model agree with the experimental data very well. This model can be applied to calculate random wave propagation from deep to shallow water in large areas near the shore over natu ral topography.  相似文献   

13.
我国迄今已记录的中鼓藻属中只有一种——锤状中鼓藻Bellerochea malleus(Bright- well)Van Heurck有详细报导,作者在中国海域进行浮游生物取样时采到本属的另一种钟形中鼓藻Bellerochea horologicalis Stosch,1977.对本种与锤状中鼓藻的重要区别,以及本种的细胞形态、结构、生态习性与分布进行了描述。  相似文献   

14.
推广了Kirby的有环境水流影响的缓坡方程,得到了综合考虑环境水流(水流因子)、非线性弥散影响(非线性因子)、底摩擦波能损失(底摩擦因子)、非缓坡地形影响(地形因子)、折射、绕射、波浪破碎多种变形因素的波浪传播控制方程,并给出了非线性因子、地形因子、底摩擦因子、水流因子的确定方法。基于导出的方程做进一步推导,得到了波高和波向为变量的综合考虑多种变形因素的波浪传播基本方程,该方程有许多优点:1)其绕开了求解波势函数的困难,将椭圆型方程的边值问题化为初值问题;2)直接求解波高和波向;3)可采用有限差分法离散求解,对空间步长没有限制,适合大面积海区波场计算;4)综合考虑了多种波浪变形因素,方程更为合理,5)容易处理波浪破碎问题。  相似文献   

15.
—A numerical model for wave diffraction-refraction in water of varying current and topogra-phy is proposed,and time-dependent wave mild-slope equation with a dissipation term and correspondingequivalent governing equations are presented.Two different expressions of parabolic approximations forthe case of the absence of current are also given and analyzed.The influence of current on the results ofsimulation of waves is discussed.Some examples show that the present model is better than others in simu-lating wave transformation in large water areas.And they also show that the influence of current shouldbe taken into account,on numerical modeling of wave propagation in water of strong current and coastalareas,otherwise the modeling results will be largely distorted.  相似文献   

16.
结合抛物型缓坡方程计算波浪辐射应力   总被引:17,自引:6,他引:11  
将波浪辐射应力与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来,提出了一种计算辐射应力的新方法,并用有限差分法对控制方程进行了数值求解。数值结果表明这种方法精度高、编程简单、求解快速,可用于实际大区域波浪辐射应力的计算。  相似文献   

17.
四叉树网格下的椭圆型缓坡方程数值模型研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
唐军  李巧生  沈永明 《海洋学报》2013,35(5):162-168
波浪是近岸海域关键的水动力因素之一。考虑到近岸地形复杂、波浪演化显著的特点,建立了四叉树网格体系下的椭圆型缓坡方程数值模型,采用有限体积法对模型进行数值离散,应用GPBiCG(m, n)算法求解离散后的控制方程。模型中根据波浪波长布局计算网格,生成多层次四叉树网格,对复杂计算域有较好的适应性,并且在离散和方程求解中无需引入形函数、不产生复杂的交叉项,节约了存储空间和计算时间。将模型成功应用于物理模型实验及Acapulco海湾的波浪场数值模拟,结果表明该模型能够准确、高效地模拟近岸波浪场,可为近岸波浪场的模拟提供一定的理论和技术支持。  相似文献   

18.
- This paper considers the effects of wave energy dissipation induced by sea-bottom friction on the computational results of water wave refraction and diffraction with the parabolic equation method. The presented results show that the friction factor formula adopted in this paper is of higher numerical accuracy than that introduced by Dalrymphe (1984), and it can be used to compute wave propagation over large open areas.  相似文献   

19.
Vegetation damping effects on propagating water waves have been investigated by many researchers. This paper investigates the effects of damping due to vegetation on solitary water wave run-up via numerical simulation. The numerical model is based on an implementation of Morison's formulation for vegetation induced inertia and drag stresses in the nonlinear shallow water equations. The numerical model is solved via a finite volume method on a Cartesian cut cell mesh. The accuracy of the numerical scheme and the effects of the vegetation terms in the present model are validated by comparison with experiment results. The model is then applied to simulate a solitary wave propagating on a plane slope with vegetation. The sensitivity of solitary wave run-up to plant height, diameter and stem density is investigated by comparison of the numerical results for different patterns of vegetation. The numerical results show that vegetation can effectively reduce solitary wave propagation velocity and that solitary wave run-up is decreased with increase of plant height in water and also diameter and stem density.  相似文献   

20.
Wave-Current Propagation over a Frictional Topography   总被引:1,自引:0,他引:1  
—In this paper the parabolic approximation model based on mild-slope equation is used tostudy wave propagation over a slowly varying and frictional topography under wave-current interaction.A governing equation considering the friction effects is derived by the authors for the first time.A simpli-fied form for the rate of wave energy dissipation is presented on the basis of the wave-current action conser-vation equation and the bottom friction model given by Yoo and O'connor(1987).Examples reveal thatthe present computational method can be used for the calculation of wave elements for actual engineeringprojects with large water areas.  相似文献   

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