港口非線性波浪耦合計(jì)算模型.pdf

1、本文分別以Boussinesq方程,二維和三維Laplace方程,歐拉方程和牛頓第二定律作為基本控制方程,分別從非耦合非線性波浪計(jì)算模型、Boussinesq方程與Laplace方程耦合計(jì)算模型、Boussinesq方程與歐拉方程耦合計(jì)算模型三個(gè)方面對(duì)港口非線性波浪計(jì)算模型展開了研究.1)根據(jù)造波板做橢圓余弦運(yùn)動(dòng)或正弦運(yùn)動(dòng)速度,推導(dǎo)出數(shù)值模擬波浪水槽時(shí)固定入射邊界上的二階波浪入射邊界條件.2)推導(dǎo)了波浪水槽造波板做正弦運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生波浪的高

2、階Boussinesq方程攝動(dòng)展開解析解,討論了該解析解的適用范圍;3)對(duì)整個(gè)波浪水槽應(yīng)用邊界元方法數(shù)值模擬了波浪對(duì)物體的非線性作用;4)用有限元法求解三維Laplace方程模擬了三維完全非線性波浪水槽.4)建立了外域用有限差分法求解Boussinesq方程、內(nèi)域用邊界元法求解Laplace方程的二維耦合計(jì)算模型.研究了耦合計(jì)算的匹配條件、耦合求解過程和公共區(qū)域長度的確定,討論了內(nèi)域自由表面條件分別采用半拉格朗日法和拉格朗日法時(shí)的區(qū)別.

3、5)提出了用最小二乘擬合法求Boussinesq方程的二階、四階水平速度公式中水深平均速度對(duì)水平坐標(biāo)二階、四階的導(dǎo)數(shù),討論了Boussinesq方程的二階水平速度公式相對(duì)四階水平速度公式的適用范圍.6)建立了外域用有限差分法求解Boussinesq方程、內(nèi)域用有限元法求解Laplace方程的三維耦合計(jì)算模型.7)建立了外域用有限差分法求解Boussinesq方程、內(nèi)域也用有限差分法求解歐拉方程的二維、三維耦合計(jì)算模型.討論了耦合計(jì)算的匹