考虑边界波浪方向的缓坡方程自适应求解模型     

柳淑学  孙冰 《海洋工程》2007,25(1):35-42,56

缓坡方程是描述近岸波浪运动较好的数学模型之一。在发展的自适应有限元求解缓坡方程的基础上,采用迭代求解的方法,确定波浪相对于边界的入射方向,从而对边界条件进行改进,建立了求解缓坡方程的数值计算模型。典型算例表明,考虑波浪相对于边界的入射角度后,模型可以更好地模拟吸收波浪边界,同时对多向波对双突堤的绕射进行了模拟研究,与试验结果比较表明,所建立的数值计算模型能够适用于多向不规则波传播过程的模拟研究。  相似文献   

一般曲线坐标系下波浪传播的数值模拟   总被引：9，自引：2，他引：9       下载免费PDF全文

张洪生  丁平兴  赵海虹 《海洋学报》2003,25(1):110-119

在曲线坐标系下,建立了缓变水深水域波浪传播的数值模拟模型.模型适宜于复杂变化的边界形状,克服了各种代数坐标变换的局限性.在建立模型时,将原始的椭圆型缓坡方程的近似型式——依赖时间变化的抛物型方程,作为控制方程,既克服了一般抛物近似方法的缺点,又便利了方程的求解;从开边界条件、不同反射特性的固壁边界条件相统一的表达式出发,对边界条件进行处理;用ADI法数值求解控制方程.对模型的验证表明,数值解与物模实验值吻合良好,模型对于具有复杂边界的工程实际有较强的适应性.  相似文献   

Transient Hydroelastic Response of VLFS by FEM with Impedance Boundary Conditions in Time Domain   总被引：1，自引：1，他引：1  

邱流潮  刘桦 《中国海洋工程》2005,19(1):1-9

A time-dependent finite element method (FEM) is developed to analyze the transient hydroelastie responses of very large floating structures (VLFS) subjected to dynamic loads. The hydrodynamic problem is formulated based on the linear theory of fluid and the structural response is analyzed based on the thin plate theory. The FEM truncates the unbounded fluid domain by introducing an artificial boundary surface, thus defining a finite computational domain. At this boundary surface an impedance boundary conditions are applied so that no wave reflections occur. In the proposed scheme, all of the procedures are processed directly in time domain, which is efficient for nonlinear analyses of structure floating on unbounded fluid. Numerical results indicate acceptable accuracy of the proposed method.  相似文献   

有机污染物在含土工膜复合隔离墙和含水层系统的运移半解析模型     

郑紫荆  朱云海  王巧  谢海建  陈赟 《岩土力学》2022,(2):453-465

为评估土工膜与土-膨润土组成的复合隔离墙对有机污染物的防污性能,建立了污染物在源区域发生降解扩散时透过复合隔离墙的一维瞬态扩散模型。通过拉普拉斯变换和Talbot数值反演获得了模型解。第3类入流边界条件下,考虑源区的扩散和降解时,第1类隔离墙(土工膜/土-膨润土)和第2类隔离墙(土-膨润土/土工膜/土-膨润土)100 a的击穿浓度分别较源浓度恒定时减少了59%和53%。由于假设土工膜渗透系数高于10^–12 m/s,污染物在复合隔离墙中的对流作用不能忽略,因此,采用第2类复合隔离墙使土-膨润土能更好地发挥主导隔离作用。将土工膜的渗透系数从10^–10 m/s减少到10^–16 m/s,第1类复合隔离墙的击穿时间从26 a增加到188 a,第2类复合隔离墙的击穿时间从32 a增加到81 a。利用抽水井调整墙体内外为负水头差及提高源区的污染物降解能力,可使隔离墙的防污性能得到较大提升。  相似文献   

1986—2021年雅江-尼洋河交汇段辫状河道演变过程     

游宇驰  李志威  余国安  胡旭跃 《水科学进展》2023,(2):265-276

雅鲁藏布江与尼洋河交汇段的辫状河道形态及变化主要受尼洋河入汇、河谷边界条件及滨河植被的影响,时空变化的差异性和复杂性值得研究。利用1986—2021年遥感数据提取河道-沙洲-植被主要形态参数(主河道迁移率、弯曲率、面积等)分析辫状河道形态的复杂特征与演变过程。结果表明：主河道迁移率最大为483 m/a,曲率减小3.43%,植被面积逐年增加到8.05 km²。米林—派镇段辫状河道受边界条件和水文条件的差异影响,主河道在尼洋河汇入前呈横向单侧摆动,汇入后雅鲁藏布江主河道同时发生横向与纵向摆动;2013年以来该河段的植被仅有11.8%的覆盖区域对河床产生抑冲促淤的正向反馈并促进沙洲的稳定。  相似文献   

基于负表皮层影响的径向溶质运移模型构建与新求解方法     

张开鑫  黄璟胜  王晨  童晨晨  王子成 《地球科学进展》2023,(4):429-440

对于模拟示踪试验的溶质运移,传统方法采用细网格离散小尺度表皮层,存在网格数量多和计算时间长等问题。由于表皮层外缘的参数变化剧烈,即使采用细网格,仍然存在显著误差。因此发展基于完整井的新示踪试验溶质运移模型,提出新的瞬态Robin边界条件反映表皮层吸附/解吸溶质的影响,实现表皮层的无网格。应用拉普拉斯变换导出模型的解析解,通过有限元法建立基于非完整井的数值解。结果显示新瞬态Robin边界条件精准反映负表皮层的影响。对于求解反演问题,表皮层宽度的估计范围由0.45～0.54 m缩至0.47～0.48 m,纵向弥散度由0.6～10.0 m缩至6.4～7.7 m,参数估计的可靠度显著提升。表皮层的无网格节省97%的数值解计算时间。  相似文献   

下边界条件对多年冻土温度场变化数值模拟的影响   总被引：1，自引：1，他引：0  

孙哲  赵林  胡国杰  乔永平  杜二计  邹德富  谢昌卫 《冰川冻土》2021,43(2):357-369

在气候变暖背景下,北半球多年冻土呈现不同程度的退化趋势,冻土升温、活动层增厚、地下冰消融改变了区域工程地质条件、地形地貌,不仅对寒区环境和工程稳定性造成潜在的威胁,还影响着这些地区的气候、水文和生态过程。因此,准确评估和预估多年冻土热状况的变化具有重要科学和实践意义。现有用于模拟多年冻土热状况的各类模式重点考虑了近地表温度场变化对多年冻土的影响,主要集中于对气温和浅表层物理过程和参数化方案等改进和优化,而对于下边界条件设置对多年冻土热状况模拟的影响少有讨论。基于一维热传导冻土模型,以五道梁地区的多年冻土为研究对象,通过设置不同的下边界方案进行模拟实验,定量评估百年尺度气候变化下不同下边界条件对多年冻土温度场变化数值模拟的影响。结果表明：近地表层（<3 m）的温度场完全由年际气候变化决定,浅层（3~15 m）及中层（15~30 m）的多年冻土温度场受下边界条件的影响逐渐显著,深层（>30 m）的地温对百年尺度气候变化的响应不仅与气候变化的幅度有关,还与多年冻土相变热的多少有直接的关系。下边界条件不恰当的设置方式会对大尺度的气候变化下多年冻土消融程度的计算造成较大的影响,进而可能对深层地温乃至多年冻土区面积变化造成严重的误判。因此,开展百年尺度多年冻土温度场变化模拟时,应采用深层或多年冻土底板以下融土层的稳定地热流作为下边界条件。  相似文献   

多年冻区管道通风路基温度边界条件及温度场实测研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

牛富俊  程国栋  李建军  马巍 《冰川冻土》2006,28(3)

管道通风路基在多年冻土地区是一种良好的主动保护冻土工程措施, 但在应用数值方法研究其长期效果中, 对边界条件的选取存在着困难, 已有的计算结果也缺乏实体工程的验证. 基于青藏铁路北麓河实体试验工程, 对通风管中气温以及管壁温度进行了分析和拟合. 结果表明: 通风管中气温年平均值普遍高于环境气温, 平均高出1.6～1.8 ℃, 但在正温期管中气温与环境气温的最高值相差不大（＜1 ℃）, 而负温期相差较大（达到2 ℃）; 路基阳坡面下0.5 m深度地温高于阴坡面3.5～5.5 ℃. 普通路基填筑后在抬升多年上限的同时, 也升高了上限附近的地温, 且地温场在整个范围内表现出横向上显著的不对称性. 通风路基可以对下伏多年冻土起到良好的主动保护作用, 表现为冻土上限的抬升和地温的降低. 但通风管埋设位置较高的情况下, 路基地温场横向不对称范围涉及到原地面以下. 降低通风管的埋设高度的情况下, 边坡面换热导致的温度横向不对称范围被限制在通风管以上的土体中, 而下部土体温度场横向不对称性将得到极大改善.  相似文献   

下边界条件对北极涛动影响的数值模拟研究     

李艳  赵南  董敏 《气象学报》2009,67(3):388-396

利用NCAR大气模式CAM3.0探讨了包括山脉和海陆分布等下边界条件对北极涛动(AO)或北半球环状模(NAM)形成的影响.主要进行了控制试验和两个地形敏感性数值试验,对比了控制试验结果与资料分析结果.控制试验和NCEP/NCAR资料分析结果对比指出,CAM3.0模式能够较好地模拟出AO的水平环状结构和垂直相当正压结构.在去除山脉的敏感性试验中发现,AO中纬度北太平洋和北大西洋两个活动中心的强度、范围和位置发生变化.在水球敏感性试验中发现,AO两个大洋上的活动中心被环绕极地主活动中心的环状结构代替.两个敏感性试验共同表明,AO是大气内部某种过程作用的结果,它的存在本身不取决于下边界条件的改变.山脉和海陆分布主要影响的是AO的具体形态.通过控制试验和两个敏感性试验对比,又分析了准定常波和瞬变波对AO的影响.去除山脉和海陆分布热力差异共同强迫的准定常波,AO纬向平均纬向风高纬地区平流层异常最大值活动中心消失,这表明在平流层准定常波和纬向平均流的相互作用与AO活动关系密切.在只有对流层瞬变波作用时,AO仍然存在,表明准定常波不是AO存在的必要条件.平流层准定常波与平均流的相互作用和对流层瞬变波与平均流的相互作用与AO形成之间的具体关系有待通过E-P通量诊断进一步确定.  相似文献   

下边界条件为水位流量关系的扩散波洪水演算方法研究          下载免费PDF全文

黄国如  胡和平  田富强  尹大凯 《水科学进展》2001,12(4):479-484

经大量的理论分析和实际洪水演算表明,扩散波可较好地反映洪水波的运动特点。本文基于河道下断面的水位流量关系和连续方程的联立求解,导出了水位流量关系型的下边界条件。利用Laplace变换,得到了扩散波方程在该边界条件下的解析解。文中的求解过程表明,可利用该法进行洪水演算,关键在于如何与实际洪水结合,这个问题有待进一步地分析研究。  相似文献