近岸波浪传播的非静压数值模型     

房克照  孙家文  刘忠波  尹晶 《水科学进展》2015,26(1):114-122

基于均匀网格,建立了沿水深积分的非静压波浪传播数值模型,模型的求解分静压步和动压步两部分。静压步的控制方程为全非线性浅水方程,采用有限体积格式求解,通过采用线性重构技术和全隐式离散底摩阻项,保证了格式的和谐性、守恒性和水深非负性,有效处理了海岸动边界问题。动压步通过应用有限差分方法求解泊松方程考虑动压力,使得模型具备模拟色散性波浪传播的能力。引入波浪破碎指标,波浪破碎后模型退化为静压模型,破碎波自动捕捉为间断。通过算例对所建立模型进行了验证。  相似文献   

关于Boussinesq型水波方程理论和应用研究的综述     

孙家文  房克照  刘忠波  范浩煦  孙昭晨  王平 《海洋学报》2020,42(5):1-11

Boussinesq型方程是研究水波传播与演化问题的重要工具之一,本文就1967-2018年常用的Boussinesq型水波方程从理论推导和数值应用两个方面进行了回顾,以期推动该类方程在海岸(海洋)工程波浪水动力方向的深入研究和应用。此类方程推导主要从欧拉方程或Laplace方程出发。在一定的非线性和缓坡假设等条件下,国内外学者建立了多个Boussinesq型水波方程,并以Stokes波的相关理论为依据,考察了这些方程在相速度、群速度、线性变浅梯度、二阶非线性、三阶非线性、波幅离散、速度沿水深分布以及和(差)频等多方面性能的精度。将Boussinesq型水波方程分为水平二维和三维两大类,并对主要Boussinesq型水波方程的特性进行了评述。进而又对适合渗透地形和存在流体分层情况下的Boussinesq型水波方程进行了简述与评论。最后对这些方程的应用进行了总结与分析。  相似文献   

孤立波对礁坪上直墙冲击试验和RANS数值模拟     

肖理  房克照  孙家文  范子初  刘忠波 《海洋工程》2021,39(4):86-95

在有、无礁冠两种典型岛礁剖面地形上开展孤立波冲击礁坪上直墙的二维水槽试验和数值模拟研究。通过OpenFOAM结合k-ε湍流模型进行RANS数值模拟,基于试验数据和验证后的RANS模拟结果,研究了岛礁剖面上孤立波传播的水动力特性及其对直墙的作用,并探讨了礁冠的存在对直墙所受冲击的影响。结果表明:RANS(k-ε)模型能够准确还原孤立波在岛礁地形上的主要传播特征,但在波浪破碎的情况下,RANS数值模拟不够精细,尤其对直墙所受瞬击荷载的捕捉能力欠缺;礁冠的存在,增强了波浪反射,使得波浪提前破碎,减小了直墙上的波浪爬升和最大动压。  相似文献   

基于海洋生态文明建设的我国近岸海域综合治理          下载免费PDF全文

孙家文  方海超  于永海  王平  尹晶  董祥科  唐晨 《海洋开发与管理》2019,36(8):29-32

为持续改善海洋生态环境和提升海洋生态服务功能,进一步促进海洋生态文明建设和沿海地区可持续发展,文章梳理我国已开展的近岸海域综合治理工作内容,深入分析存在的问题,并基于目标和任务提出对策措施。研究结果表明:20世纪90年代以来,我国陆续实施一系列近岸海域综合治理项目,取得显著成效,但在整体规划、管理机制、统筹协调和科学支撑方面仍存在不足;基于近岸海域综合治理在海水质量、生态服务功能、人居环境和能力建设方面的目标和任务,应加强顶层设计、完善运行监管、坚持陆海统筹和强化基础研究。  相似文献   

海堤坡角变化对海啸波传播过程影响数值分析     

翟钢军  鲍建宇  马哲  孙家文  赵西增 《海洋工程》2020,38(1):77-85

针对近岸海域极端海况的防灾减灾问题,准确模拟追踪海啸波传播过程,再现液面局部射流、崩破波等波面湍动现象。建立SPH数值水槽,边界条件基于固壁粒子法,减少海堤坡角改变对计算域精度的影响,讨论粒子间距设置对模拟精度的影响。模拟7种不同海堤坡角下波浪的爬高与衰减情况,讨论了海堤坡角变化对消波系数的影响。当粒子间距设置为0.002 m时,模型能准确地捕捉海啸波的强非线性现象。随着海堤坡角增大,海啸波峰值爬升率增大,波浪越堤后因崩破波的产生,波能衰减进一步加剧。当坡角较小时,消波系数随坡角的增大提升明显,而后趋于缓慢增长。  相似文献   

近岸波浪在刚性植被区域传播的数值模型   总被引：2，自引：0，他引：2  

王磊  房克照  尹晶  孙家文 《海洋工程》2015,33(6):62-69

基于扩展型Boussinesq水波方程,建立了波浪在刚性植被覆盖的近岸海域传播的数值模型。通过在动量方程源项中引入拖曳阻力项考虑植被对波浪的衰减作用。控制方程采用有限差分和有限体积混合格式求解,模型稳定性强,具备间断捕捉能力,能有效模拟近岸区域波浪的传播变形、破碎和处理海岸动边界问题。利用所建立模型对典型物理模型实验进行模拟,计算结果与实验结果吻合良好,表明模型可用于波浪在刚性植被覆盖海域的数值计算。  相似文献   

基于动力条件改变的笔架山连岛坝侵蚀原因分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

孙家文  张子鹏  于永海  孙昭晨  梁书秀  索安宁 《海岸工程》2014,33(4):1-13

利用MIKE21软件的波浪谱模型及潮流模型对辽宁锦州大笔架山岛连岛坝海域的波浪、潮流等水动力条件进行了数值计算,并对锦州港建设前后的动力条件变化进行了分析.结果表明：锦州港的建设完全阻断了偏西向波浪对连岛坝的塑造作用,坝体的侵蚀确系单侧（偏东向）波浪作用的结果,坝体局部侵蚀严重区域形成四处明显的潮沟,潮沟处流速增大,加剧了对坝体的侵蚀.  相似文献   

基于二维浅水方程的滑坡体兴波数值模型          下载免费PDF全文

房克照  尹晶  孙家文  焦子峰 《水科学进展》2017,28(1):96-105

基于有限体积方法和结构化网格,建立了海底滑坡引起的波浪传播数值模型。模型控制方程为考虑了海床随时间变化的二维浅水方程。采用中心迎风格式计算控制体界面数值通量,采用线性重构技术、局部海床高程处理技术和全隐式离散底摩阻项,保证了格式的和谐性、守恒性和水深非负性,有效处理了海岸动边界问题。时间积分采用具有强稳定性质的二阶龙格-库塔方法（ssp RK）。针对滑坡体兴波经典算例开展数值模拟,将计算结果与解析解、实验结果及其他模型计算结果进行比较和分析。结果表明,对于所考虑的计算工况,模型能较合理地模拟滑坡兴波的产生、传播和爬高过程。  相似文献   

砂质海岸整治修复效果模糊综合评价研究——以营口月亮湾为例     

张明慧  孙昭晨  梁书秀  孙家文  索安宁 《海洋通报》2019,(6):698-706

本文采用模糊综合评价方法,从自然环境效果、景观生态效果、沙滩资源效果和社会经济效果4个方面研究构建了砂质海岸整治修复效果综合评价指标体系与评价方法,并以营口月亮湾为例进行了实证研究。结果表明:本文提出的砂质海岸整治修复效果综合评价方法涵盖内容全面,指标获取可行,评价结果明确,整体方法实用。营口月亮湾砂质海岸整治修复效果总体评价结果为优秀,综合评分为2.636 2,其中社会经济效果贡献率为30.52%,沙滩资源效果贡献率为30.17%,自然环境效果和景观生态效果贡献率分别为19.88%和19.44%。  相似文献   

扩展型Boussinesq水波方程的混合求解格式          下载免费PDF全文

房克照  邹志利  孙家文  刘忠波 《水科学进展》2013,24(5):699-705

为高效求解扩展型Boussinesq水波方程,建立了基于有限差分和有限体积方法的混合数值格式。将一维控制方程写为守恒形式,方程中通量部分采用有限体积方法求解,剩余部分采用有限差分方法求解。其中,有限体积方法采用Godunov类高分辨率格式,并结合HLL(Harten-Lax and van Leer)式黎曼问题近似解求界面数值通量,黎曼问题界面左右变量通过高精度状态插值方法(MUSCL)构筑。有限差分方法则采用具有二阶精度的中心差分公式进行。采用具有TVD(Total Variation Diminishing)性质的三阶龙格-库塔多步积分法进行时间积分。对数值模式进行了验证,数值结果同解析解或实验数据吻合良好。  相似文献