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应用二阶完全非线性Boussinesq方程模拟破碎波浪
  • ISSN号:1001-6791
  • 期刊名称:水科学进展
  • 时间:2012.1.1
  • 页码:96-103
  • 分类:TV139[水利工程—水力学及河流动力学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024, [2]河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室,江苏南京210098
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51009018); 河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室开放基金资助项目(200803)
  • 相关项目:近岸环流的准三维计算模型研究以及实验研究
中文摘要:

建立了基于高阶Boussinesq水波方程的一维波浪破碎数值模型。基于一组具有二阶完全非线性特征的Boussinesq水波方程,建立了交错网格下的高精度差分格式,推导了适用于该组方程的永形波解析解,其和松弛造波技术相结合实现了数值波浪水槽中(强)非线性波浪的无反射入射。通过模拟封闭容器内水体晃动问题对数值格式进行了验证,通过模拟孤立波在斜坡海岸上的浅化过程说明了将方程从弱非线性发展到完全非线性的必要性。采用涡粘方法处理波浪破碎,利用物理模型实验数据,分析了模型中各波浪破碎参数对数值结果的影响并对参数进行了率定。应用该模型对规则波在斜坡海岸上的传播、变浅以及破碎过程进行了数值模拟研究,数值结果同实验数据吻合良好,验证了模型的有效性。

英文摘要:

A 1 D wave breaking model is developed based on an existing set of second-order fully nonlinearity Boussinesq equations.The discretized equations are solved numerically on a staggered grid using a higher-order finite difference scheme.The non-reflective boundary condition for incident wave is achieved by deriving a standing wave solution of the equations and using a relaxation wave generation technique.The 1 D wave breaking model is used to solve the problem of water sloshing in a closed container.The shoaling of a solitary wave on a plane beach is simulated by the model in an effort to illustrate the importance of retaining full nonlinearity.The shoaling and breaking of regular waves on a sloping plane beach is studied numerically using the model.The result shows that there is a satisfactory agreement between the numerical simulation and the experimental data,which demonstrates the effectiveness of the 1 D wave breaking model.

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期刊信息
  • 《水科学进展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国水利部
  • 主办单位:水利部交通运输部 南京水利科学研究院 中国水利学会
  • 主编:张建云
  • 地址:南京市广州路225号
  • 邮编:210029
  • 邮箱:skxjz@nhri.cn
  • 电话:025- 85829770
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-6791
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1309/P
  • 邮发代号:28-146
  • 获奖情况:
  • 全国水利系统优秀期刊、全国中文核心期刊(1996),1999年第三次被评为江苏省优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24332