高精度非線性淺水波模型的構(gòu)建及其應(yīng)用
求解淺水方程的困難在于對(duì)流項(xiàng)的處理。當(dāng)對(duì)流項(xiàng)足夠小時(shí),許多數(shù)值方案都能給出令人滿意的結(jié)果,而當(dāng)對(duì)流項(xiàng)起作用時(shí),許多現(xiàn)有的數(shù)值方案中會(huì)出現(xiàn)明顯的數(shù)值誤差。 因此,對(duì)流項(xiàng)的數(shù)值模擬是構(gòu)建淺水波方程的關(guān)鍵。本書構(gòu)建了高精度的非線性淺水波模型,并將其應(yīng)用到非線性淺水波的問(wèn)題研究中。
張瑞瑾,女,1975年12月生,遼寧省營(yíng)口人。工學(xué)博士,大連海洋大學(xué)副教授,碩士生導(dǎo)師,遼寧省高等學(xué)校杰出青年學(xué)者。長(zhǎng)期從事物理海洋學(xué)、海洋環(huán)境工程、港工、海岸與近海工程方面的教學(xué)和科研工作。主持重量、省部級(jí)項(xiàng)目7項(xiàng),橫向課題3項(xiàng);作為主要參加人,參加省部級(jí)項(xiàng)目多項(xiàng),參加橫向課題20余項(xiàng)。具有豐富的數(shù)值模擬經(jīng)驗(yàn)和海洋環(huán)境工程的工程經(jīng)驗(yàn)。以作者或通訊作者撰寫科研文章30余篇,其中SCI收錄2篇,EI收錄6篇。以發(fā)明人授權(quán)軟件著作權(quán)3項(xiàng)、授權(quán)實(shí)用新型5項(xiàng)。
章 求解對(duì)流項(xiàng)的高準(zhǔn)確和守恒性的數(shù)值模型的構(gòu)建…………………… 1
1 #1049008;1 導(dǎo)言……………………………………………………………………… 1
1 #1049008;2 CIP法、CIP-CLS2法和CIP-CLSR1法的回顧…………………… 2
1 #1049008;2 #1049008;1 CIP法…………………………………………………………… 2
1 #1049008;2 #1049008;2 CIP-CLS2法………………………………………………… 5
1 #1049008;2 #1049008;3 CIP-CLSR1法………………………………………………… 7
1 #1049008;2 #1049008;4 二維解法………………………………………………………… 9
1 #1049008;3 CIP系列方法的驗(yàn)證………………………………………………… 11
1 #1049008;3 #1049008;1 一維方法的驗(yàn)證……………………………………………… 11
1 #1049008;3 #1049008;2 二維問(wèn)題的驗(yàn)證……………………………………………… 13
1 #1049008;4 本章小結(jié)……………………………………………………………… 16
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 16
第二章 三維潮流數(shù)值模型及其應(yīng)用…………………………………………… 18
2.1 三維潮流數(shù)值模型…………………………………………………… 18
2 #1049008;1 #1049008;1 基本方程……………………………………………………… 18
2 #1049008;1 #1049008;2 三維潮流方程的離散與求解………………………………… 20
2 #1049008;1 #1049008;3 流程圖………………………………………………………… 26
2 #1049008;2 數(shù)值實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 27
2 #1049008;2 #1049008;1 實(shí)驗(yàn)?zāi)P汀?27
2 #1049008;2 #1049008;2 解析解………………………………………………………… 27
2 #1049008;2.3 計(jì)算參數(shù)選取………………………………………………… 28
2 #1049008;2 #1049008;4 數(shù)值模擬結(jié)果………………………………………………… 28
2.3 三維潮流數(shù)值模型在廣島灣的應(yīng)用………………………………… 32
2 #1049008;3 #1049008;1 模型配置及資料選取………………………………………… 32
2 #1049008;3 #1049008;2 數(shù)值模擬結(jié)果………………………………………………… 37參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 44
第三章 泥石流引起的自由表面波數(shù)值模型…………………………………… 45
3 #1049008;1 導(dǎo)言…………………………………………………………………… 45
3 #1049008;2 滑坡與生成表面波的組合計(jì)算進(jìn)展………………………………… 45
3 #1049008;3 本研究采用的數(shù)值方法……………………………………………… 46
3 #1049008;3 #1049008;1 自由表面的運(yùn)動(dòng)學(xué)條件……………………………………… 46
3 #1049008;3 #1049008;2 控制方程……………………………………………………… 48
3 #1049008;4 數(shù)值計(jì)算……………………………………………………………… 51
3 #1049008;4 #1049008;1 一維計(jì)算……………………………………………………… 52
3 #1049008;4 #1049008;2 二維計(jì)算……………………………………………………… 59
3 #1049008;5 本章小結(jié)……………………………………………………………… 61
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 61
第四章 灣口地形改變對(duì)海灣海水交換能力影響的數(shù)值研究………………… 63
4 #1049008;1 衡量海水交換能力的方法…………………………………………… 63
4 #1049008;1 #1049008;1 水交換能力的計(jì)算方法……………………………………… 63
4 #1049008;1 #1049008;2 衡量海水交換能力的方法…………………………………… 66
4 #1049008;2 數(shù)值實(shí)驗(yàn)一:海灣開(kāi)口率對(duì)海水交換能力影響的數(shù)值實(shí)驗(yàn)………… 66
4 #1049008;2 #1049008;1 模型計(jì)算范圍和控制條件…………………………………… 67
4 #1049008;2 #1049008;2 邊界條件……………………………………………………… 69
4 #1049008;2 #1049008;3 計(jì)算結(jié)果……………………………………………………… 69
4 #1049008;2 #1049008;4 海灣開(kāi)口率對(duì)海水交換能力影響的數(shù)值實(shí)驗(yàn)……………… 71
4 #1049008;2 #1049008;5 結(jié)果與分析…………………………………………………… 73
4 #1049008;3 數(shù)值實(shí)驗(yàn)二:封閉型海灣灣口深度改變對(duì)海水交換能力影響的
數(shù)值實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 73
4 #1049008;3 #1049008;1 模型計(jì)算范圍和控制條件…………………………………… 74
4 #1049008;3 #1049008;2 灣口地形的具體設(shè)置………………………………………… 74
4 #1049008;3 #1049008;3 兩種方案下的潮流場(chǎng)分析…………………………………… 75
4 #1049008;3 #1049008;4 封閉型海灣灣口深度改變對(duì)海水交換能力影響的
數(shù)值實(shí)驗(yàn) ……………………………………………………… 77
4 #1049008;4 數(shù)值實(shí)驗(yàn)三:加筑構(gòu)筑物對(duì)海灣水交換能力影響的數(shù)值實(shí)驗(yàn)……… 82
4 #1049008;4 #1049008;1 模型計(jì)算范圍和邊界條件…………………………………… 824 #1049008;4 #1049008;2 邊界條件……………………………………………………… 83
4 #1049008;4 #1049008;3 潮流場(chǎng)圖……………………………………………………… 83
4 #1049008;4 #1049008;4 增加構(gòu)筑物對(duì)海灣水交換能力的影響研究實(shí)驗(yàn)…………… 85
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 89
第五章 北黃海、渤海海區(qū)水動(dòng)力模型的構(gòu)建………………………………… 90
5 #1049008;1 FVCOM 模式簡(jiǎn)介…………………………………………………… 90
5 #1049008;1 #1049008;1 控制方程……………………………………………………… 90
5 #1049008;1 #1049008;2 定解條件……………………………………………………… 91
5 #1049008;2 模型配置……………………………………………………………… 92
5 #1049008;2 #1049008;1 計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格和地形………………………………………… 92
5 #1049008;2 #1049008;2 邊界條件……………………………………………………… 93
5 #1049008;2 #1049008;3 模型參數(shù)設(shè)置………………………………………………… 94
5 #1049008;3 模型驗(yàn)證……………………………………………………………… 95
5 #1049008;3 #1049008;1 潮汐驗(yàn)證……………………………………………………… 95
5 #1049008;3 #1049008;2 潮流驗(yàn)證……………………………………………………… 103
5 #1049008;4 黃渤海潮波性質(zhì)分析………………………………………………… 105
5 #1049008;4 #1049008;1 潮汐同潮圖…………………………………………………… 105
5 #1049008;4 #1049008;2 潮流同潮圖…………………………………………………… 107
5 #1049008;4 #1049008;3 潮汐性質(zhì)分布………………………………………………… 109
5 #1049008;4 #1049008;4 潮流性質(zhì)分布………………………………………………… 110
5 #1049008;4 #1049008;5 潮流橢圓……………………………………………………… 111
5 #1049008;4 #1049008;6 潮流垂向分布………………………………………………… 113
5 #1049008;4 #1049008;7 潮致余流……………………………………………………… 114
5 #1049008;4 #1049008;8 無(wú)潮點(diǎn)………………………………………………………… 116
5 #1049008;4 #1049008;9 圓流點(diǎn)………………………………………………………… 117
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………… 118
#1048944;