当前位置:主页 > 科技论文 > 海洋学论文 >

基于非静压模型的波浪破碎模拟

发布时间:2018-05-11 16:55

  本文选题:浅水方程 + 非静压模型 ; 参考:《水科学进展》2017年03期


【摘要】:波浪破碎是海岸工程所关注的关键水动力学问题之一,而波浪破碎的数值模拟技术的研究方兴未艾。高效的浅水方程基于静压假定,而通过引入动压项建立的完全非静压模型,可成功应用于色散水波的模拟。自由表面的捕捉采用的垂向坐标变换技术,较之VOF(Volume of Fluid)模型,计算效率较高。但垂向坐标变换不能模拟大曲率自由表面变形,即波浪破碎过程。对于破碎波的模拟,一种高效的模式分裂法应用至非静压模型,即在波浪破碎局部水域将模型分裂为静压模型和非静压模型,破碎波波峰附近退化至静压模型,并持续至波浪破碎结束再恢复为动压模型。通过典型算例,验证了模式分裂法的适用性及对于波浪破碎过程的模拟精度,鉴于模式分裂法对于波浪破碎过程的模拟未引入新的概化模型,计算效率较高,可应用于大尺度的海岸带波浪的变形、破碎及越浪的数值模拟。
[Abstract]:Wave breakage is one of the key hydrodynamic problems in coastal engineering, and the numerical simulation of wave breakage is in the ascendant. The highly efficient shallow water equation is based on the static pressure assumption, and the completely non-static pressure model established by introducing the dynamic pressure term can be successfully applied to the simulation of dispersive water waves. The vertical coordinate transformation technique used to capture the free surface is more efficient than the VOF(Volume of fluid model. But the vertical coordinate transformation can not simulate the deformation of large curvature free surface, that is, wave breaking process. For the simulation of broken wave, an efficient mode splitting method is applied to the non-static pressure model, that is, the model is split into static pressure model and non-static pressure model in the local waters of wave breaking, and the breaking wave peak is degraded to the static pressure model. And continue until the end of wave breaking and then restore to the dynamic pressure model. Through a typical example, the applicability of the mode splitting method and the simulation accuracy of the wave breaking process are verified. In view of the fact that the model splitting method does not introduce a new generalizable model for the simulation of the wave breaking process, the calculation efficiency is high. It can be applied to the numerical simulation of wave deformation, breakage and surpassing in large scale coastal zone.
【作者单位】: 上海交通大学水动力学教育部重点实验室;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院工程力学系;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(11572196) 国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2014CB046200)~~
【分类号】:P731.2;P75

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 唐军,邹志利,沈永明,邱大洪;海岸带波浪破碎区污染物运动的实验研究[J];水科学进展;2003年05期

2 王谅,,金鹰,李宇,丁坚;关于波浪破碎特性的研究[J];海洋工程;1995年03期

3 刘桦,任佐皋;逆流中波浪破碎及破后波[J];海洋通报;1988年01期

4 李绍武,王尚毅,柴山知也;一种近岸区波浪破碎模型[J];海洋学报(中文版);1999年01期

5 张书文;;波浪破碎气体的卷入过程及相关统计量的估计[J];物理学报;2008年05期

6 孙孚;均匀倾斜水底上非线性波浪的传播与变形Ⅱ——波浪的破碎[J];海洋学报(中文版);1986年01期

7 何海伦;宋金宝;李爽;;改进的二维数值波浪水槽在波浪破碎中的应用[J];地球物理学报;2008年03期

8 王璐璐;张庆河;王效远;张金凤;;粉沙质海岸考虑波浪破碎效应的垂向悬沙分布[J];港工技术;2013年05期

9 高全多;一个偶合离散海浪模式[J];海洋预报;1990年02期

10 张学峰;韩桂军;吴新荣;李威;王东晓;;同化海温观测数据研究波浪破碎对海洋上层结构的影响[J];热带海洋学报;2011年05期

相关博士学位论文 前2条

1 李琨;波浪破碎散射模式的研究及应用[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年

2 李爽;Langmuir环流和波浪破碎对上层海洋混合影响的数值研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2010年

相关硕士学位论文 前3条

1 常艳玲;波浪破碎过程周期演化特征的试验研究[D];大连理工大学;2016年

2 王效远;考虑波浪破碎影响的近岸三维泥沙数学模型[D];天津大学;2009年

3 彭勃;波流干扰下深水畸形波成因和演化的数值模拟研究[D];上海交通大学;2014年



本文编号:1874783

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/1874783.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户412e5***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com