基于SPH方法的波浪破碎数值模拟分析

发布时间：2018-08-16 12:58

【摘要】：SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)全称是光滑粒子流体动力学,是近二十多年来发展起来的一种拉格朗日方法,它应用在流体力学计算领域属于相对新型的方法。SPH是一种质点方法,在计算空间导数时不需要使用任何网格。是现在比较适用的新型的无网格粒子法。运用SPH方法通过对程序的选择参量的控制来建立模型,并对近岸海滩波浪的三种破碎形式进行模拟,后处理出模拟形态,分析其波速、波压等波浪属性,并与水槽物理模型试验情况进行对比。证明SPH方法在波浪这种自由表面大变形问题的准确性和可行性。另外分析波浪破碎的影响即底床冲刷方面,通过三种不同破碎波的模拟结果以及波浪各要素控制,运用修正出的带坡度希尔兹参数公式对比三种破碎波的运动剧烈程度,得出底床流体速度对于底床冲刷的影响起到决定性作用。
[Abstract]:The full name of SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) is a smooth particle hydrodynamics and a Lagrangian method developed in recent twenty years. It is a relatively new method used in the field of hydrodynamics. SPH is a particle method. There is no need to use any mesh to calculate the spatial derivative. It is a new meshless particle method. The SPH method is used to establish the model by controlling the selected parameters of the program, and to simulate the three broken forms of the wave on the shore, and then to deal with the simulation form, and to analyze the wave properties such as wave velocity and wave pressure, etc. The results are compared with the experimental results of the flume physical model. It is proved that the SPH method is accurate and feasible for the problem of large deformation of free surface. In addition, the influence of wave breakage, I. e., the scour of bottom bed, is analyzed. Through the simulation results of three kinds of broken waves and the control of wave elements, the motion intensity of the three broken waves is compared by using the modified Shields parameter formula with slope. It is concluded that the velocity of the bed fluid plays a decisive role in the influence of the bed scour.
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P731.22

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本文编号：2186053