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相似文献
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1.
运用高分辨率的边界适应网格进行流体动力学数值计算时,如何提高计算稳定性和减少计算量成为数值求解的关键性问题.在非正交的边界适应坐标系中,每个动量方程中同时出现了两个交叉方向的水位偏导数项,给隐式求解带来困难,而显式格式下的时间步长由于受与空间步长有关的Courant-Friedrichs-Lewy条件限制,计算量成倍增加.本文从广义曲线坐标系下浅海动力学方程组出发,导出了流速的逆变张量所满足的动量方程组,使方程中的水位偏导数项变成了沿某一协变基向量方向占优的形式,方便地采用了交替方向隐式差分格式,从而提高了计算稳定性并减小了计算量.本文通过对澳门海域航道和港池中流场的计算,证实了该模式是一种进行高分辩率数值计算的有效方法.  相似文献   

2.
胶州湾三维变动边界的潮流数值模拟   总被引:38,自引:3,他引:35  
基于Blumberg等(1986)的河口、陆架和海洋模式,引入变边界处理技术,建立了胶州湾三维变动边界的潮流模型,模型以σ-正交曲线坐标下三维非线性潮波方程为基本方程,引入2.5阶瑞封闭方程组,采用分裂算子法数值求解方程组,利用湍封闭方程求解垂直紊动粘滞系数,采用干湿网格方法模拟潮流漫滩过程,三维变动边界潮流模型计算结果与实测值吻合良好。  相似文献   

3.
闽江口河网二维潮流数学模型   总被引:6,自引:0,他引:6  
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。  相似文献   

4.
长江口水动力场、浓度场数值模拟网格生成技术的研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
为很好地拟合研究区域长江河口的复杂边界及计算水域,本文在曲线坐标系下建立了贴体正交曲线网格生成的泊松方程变换,选择了适当的聚并函数以调节网格疏密程度。所生成网格的结果同时也与拉普拉斯方程变换的结果进行了比较,分析表明效果良好,可用于含有小岛的长江口多连通域的网格划分。  相似文献   

5.
海岸工程中实用三维流场数学模型研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
李孟国 《海洋通报》1995,14(6):1-12
本文以完整的具有自由表面的三维非线性Navier-Stokes方程组为基础方程,经垂向σ坐标变换后得到模型方程。采用有限差分法进行数值求解;垂向上等间距分层,使用隐式中心差分格式;水平方向上给出两套网格-正方网格和不规则三角形网格离散形式。  相似文献   

6.
应用边界拟合坐标系统,解决了闽江河口河道曲折汊道多造成的计算方向与河底走向交角过大的难点;针对闽江河口长宽比相差较大的特点,移植了通常用于河道计算的沿纵向求解大尺度矩阵问题转化为沿横向小尺度矩阵求逆的水流方程求解方法,采用全隐差分格式,使闽江口数模网格步长最小控制在50m左右,时步长达3min,潮位、流场与实测拟合良好。  相似文献   

7.
分别采用模式气压场及模式台风场计算气压分布及风速分布,采用地形拟合的sigma坐标水动力方程组及紊流方程建立了潮流、风暴潮耦合模型。三维水动力方程组通过分裂算子法与Casulli半隐式差分格式直接求解。在珠江口的极值流速计算中,先进行了南海北部的潮流、风暴潮耦合模拟,模拟水位与实测值符合较好。以六区域模拟结果为边界,采用嵌套网格方法,在珠江口进行了高分辨率的潮流、风暴潮耦合模拟。选用1968~1999年共65个影响工程区域的台风过程,计算出珠江口的海域年极值流速序列,分析了该海域多年一遇的极值流速分布。  相似文献   

8.
具有潮滩移动边界的浅海环流有限元模型   总被引:6,自引:3,他引:3  
本文基于二维化浅水动力学方程组,运用伽辽金加权余量法导出计算浅水环流的有限元公式.对计算区域采用三角单元剖分,用线性插值函数逼近流速及水位,使用集中质量法以代替求解大型代数方程组的过程.通过建立陆水边界位置与瞬时水位的相关关系,解决了陆水边界线移动的数学处理问题.对于运动方程中的底摩擦项和科氏力项采用隐式格式,从而改善了模型的数值稳定性.对皮口沿岸潮流场的数值分析,较好地再现了该海区的实际流况,从而证明了本文所建立的环流模型具有良好的重现性.皮口港扩建工程流场预测应用实例说明了本模型可以用来解决小尺度潮滩海区的流场预测问题,在海洋开发活动中具有广泛的应用前景.  相似文献   

9.
边界拟合坐标下流场计算模式   总被引:1,自引:0,他引:1  
华祖林 《海洋工程》1994,12(3):65-72
流场数值模拟中,采用曲线坐标法准确模拟计算水域自然边界情形是当今研究的热点之一。本文借助于自然界中某些物理现象中其函数符合椭圆型且必然正交这一特性,建立了曲线坐标系,弥补在笛卡尔坐标系下二维流场模拟的边界贴合不足。应用本模式对我国某一河口水域的潮位和流场进行计算,结果表明;该模式具有物理意义清晰、稳定性良好、精度高等特点,模式对实际工程中流场模拟具一定的应用价值。  相似文献   

10.
贴体正交曲线坐标系下水流泥沙数学模型的构建与应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了研究深圳河河口福田保税区围垦填土占用部分河道对深圳河治理工程防洪能力和河床冲淤变化的影响情况,建立了贴体正交曲线坐标系下的平面二维的深圳河河道-河口-海湾整体水域的水流泥沙数学模型,模型中采用双步全隐有限差分法离散求解水流运动方程,悬沙不平衡输运方程采用三阶QUIKEST格式离散后用交错方向法求解。在经实测水文资料验证的基础上,应用数学模型计算了8种洪峰流量和河口高潮位组合4种围垦填土的挖除方案下深圳河沿程水位和河床冲淤变化,讨论了深圳河治理工程防洪能力降低的程度和近河口段洲滩冲刷以及所造成香港一侧红树林的破坏情况,提出了优化挖除方案。  相似文献   

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