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建立了求解一维全非线性Green-Naghdi水波方程的中心有限体积/有限差分混合数值格式。采用结构化网格对守恒形式的控制方程进行离散和积分,界面数值通量采用有限体积法计算,剩余项则采用中心有限差分格式求解。其中,采用中心迎风有限体积格式计算控制体界面数值通量,并结合界面变量的线性重构方法,使其在空间上具有四阶精度,通过引入静压重构技术和波浪破碎指标使模型具备处理海岸水-陆动边界及波浪破碎的能力。时间积分则采用具有总时间变差减小(Total Variation Diminishing,TVD)性质的三阶龙格-库塔法进行。应用该模型对孤立波在常水深和斜坡海岸上的传播过程及规则波跨越潜堤传播的实验进行了数值模型研究,数值计算同解析解及实验数据吻合良好。 相似文献
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Liu等给出的最高导数为2的双层Boussinesq水波方程具有较好的色散性和非线性,基于该方程建立了有限差分法的三维波浪数值模型。在矩形网格上对方程进行了空间离散,采用高阶导数近似方程中的时、空项,时间积分采用混合4阶Adams-Bashforth-Moulton的预报—校正格式。模拟了深水条件下的规则波传播过程,计算波面与解析结果吻合较好,反映出数值模型能很好地刻画波面过程及波面处的速度变化;在kh=2π条件下可较为准确获得沿水深分布的水平和垂向速度,这与理论分析结果一致。最后,利用数值模型计算了规则波在三维特征地形上的传播变形,数值结果和试验数据吻合较好;高阶非线性项会对波浪数值结果产生一定的影响,当波浪非线性增强,水深减少将产生更多的高次谐波。建立的双层Boussinesq模型对强非线性波浪的演化具有较好的模拟精度。 相似文献
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波浪对透空式海上建筑物的冲击作用已经成为此类建筑物安全的重要影响因素。进行了单向随机波对水平板冲击作用水槽实验研究。总共进行了4个方向(0°、15°3、0°、45°),相对入射波波高H1/3/d=0.093 75~0.25,周期Tp=1.0~2.0 s,水平板距离静水面的高度s与入射波高H1/3的比值s/H1/3=0.0~0.5的实验研究。采用小波分析方法去除了由于测压传感器振荡引起的测量数据的振荡和漂移,在此基础上统计分析给出了不同方向水平板下的压力峰值分布情况。采用无因次方法,讨论了无因次冲击力与相对入射波高H1/3/d、相对板宽B/L、相对净空s/H1/3及波向角β的关系。 相似文献