基于SPH-SWE方法对黑石山水库溃坝水流的模拟

发布时间：2024-12-11 06:04

　　 文中利用SPH-SWE模型,采用不同核函数对溃坝经典案例进行模拟,通过对数值振荡问题及误差的分析,证明B-样条核函数及二维黎曼解方法在溃坝模拟中的优越性。并对青海省德令哈市的黑石山水库溃坝进行了模拟,证明了SPH-SWE模型的优越性能,可用于实际工程溃坝应急预案的制定。

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【部分图文】：

图5 黑石山水库

按照以上思想，利用自主编写程序实现溃坝的计算。2.2模拟工况

图1 不同核函数水深和速度的计算结果

为验证SPH-SWE模型中不同核函数在溃坝模拟中的效果，本文采用SPH-SWE开源代码，利用不同核函数W(B-样条型、二次样条、四次样条)对开源案例2(一维干河床溃坝，初始水深为10m)进行模拟，其中数值振荡处理方法为二维黎曼解方法，计算结果(t=50s时)见图1。图2B-....

图2 B-样条型核函数计算结果的绝对误差

图1不同核函数水深和速度的计算结果由图1可知，根据SPH-SWE思想进行溃坝数值模拟时，三种核函数都存在不同程度数值振荡问题。根据水深和速度的计算结果，B-样条型核函数数值振荡幅度最小。

图3 不同数值振荡处理方法的水深和速度计算结果

如果核函数采用B-样条型核函数，数值振荡按加入粘性项(1:artificialviscosity;2:LaxFriedrichsflux)处理，计算结果见图3。根据图3发现二维黎曼解方法在溃坝案例中处理数值振荡问题更有优势，与添加人工粘性方法相比振荡幅度更小，并且计算结果解....

本文编号：4016303