考虑到冲泻区(Swash Zone)水动力特性和泥沙运动的复杂性,为弥补现有研究的不足,本研究拟从波浪水槽实验入手,通过PIV、高速摄像等现代测试手段研究冲泻区流场,床面剪切应力的分布、底层紊动以及泥沙运动特性,探讨冲泻区水动力特性及其床面演化关系,研究冲泻区泥沙运动动力机制,提出相应的掀沙模式。基于PLIC-VOF方法建立二维、三维波浪数值水槽,计算分析破碎区、冲泻区水动力特性,并将其拓展为固液两相流动水沙数值模型,深入分析破碎区、冲泻区水沙运动特性及其相互作用机制,对沙质海滩剖面演变进行数值分析,为工程建设和学科发展服务。
Swash Zone;Hydrodynamic Characteristic;Sediment Transport;Solid-Liquid Two-Phase Flow;Numerical Simulation
考虑到冲泻区(Swash Zone)水动力特性和泥沙运动的复杂性,为弥补现有研究的不足,本研究从波浪水槽实验入手,通过PIV、浪高仪、ADV、高速摄像等现代测试手段研究冲泻区流场,分析床面剪切应力的分布、底层紊动、泥沙运动、床面演变特性,探讨冲泻区水动力特性及其床面演化关系,研究冲泻区泥沙运动动力机制。在实验研究和理论分析基础上,基于非线性 模型封闭的RANS方程,建立在追踪自由面方面具有高精度的PLIC-VOF波浪数值水槽,计算分析破碎区、冲泻区水动力特性。基于Boussinesq方程建立岸滩演变模型。基于区域网格划分与重叠网格技术,建立三维自由面波浪水流泥沙数学模型。运用数学模型进一步对冲泻区水流泥沙运动特性开展数值模拟研究。