波、流聯(lián)合作用下二維水流、泥沙數(shù)學(xué)模型研究.pdf

1、淤泥質(zhì)海岸泥沙的淤積問(wèn)題一直是困繞港口、航道正常作業(yè)的關(guān)鍵問(wèn)題。二維水流泥沙數(shù)學(xué)模型是計(jì)算航道和港內(nèi)泥沙淤積量的有效方法，本文擬對(duì)此開(kāi)展研究。主要研究工作概括如下。 一、用COASTTOOL2D水流模型進(jìn)行流場(chǎng)模擬，并對(duì)模型進(jìn)行了改進(jìn)。在數(shù)值模擬中發(fā)現(xiàn)，原COASTTOOL2D水流模型在底坡較大時(shí)通量計(jì)算會(huì)產(chǎn)生較大誤差。其原因是在非線性通量計(jì)算中近似采用了單元邊平均水深，本文通過(guò)積分導(dǎo)出了傾斜底坡下對(duì)流通量的補(bǔ)償項(xiàng)，從而使模型可

2、推廣到地形變化較大的區(qū)域。 二、在動(dòng)邊界處理中，新提出一種網(wǎng)格淹沒(méi)度的概念，并據(jù)此導(dǎo)出一種控制方程新的離散方法，將半淹沒(méi)網(wǎng)格視為漸變連續(xù)體處理，使邊界處水量計(jì)算與動(dòng)邊界實(shí)際位置相吻合。應(yīng)用此種方法可以將動(dòng)邊界單元與內(nèi)單元統(tǒng)一處理，從而避免了動(dòng)邊界處因干濕單元變換引起的數(shù)值振蕩。此方法的特點(diǎn)是在無(wú)須重新劃分網(wǎng)格前提下達(dá)到可變網(wǎng)格的計(jì)算效果，理論上嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)用方便，計(jì)算準(zhǔn)確且速度較快，在工程中有很強(qiáng)的實(shí)用性。 三、新提出一種線