潮滩海域边界适应网格潮流数值模型  

NUMERICAL TIDAL CURRENT MODELLING USING FINEBOUNDARYFITTED GRIDS IN TIDAL FLATS

作　　者：史峰岩[1] 孔亚珍[1] 丁平兴[1] 

机构地区：[1]华东师范大学河口海岸国家重点实验室

出　　处：《海洋工程》1998年第3期68-75,共8页The Ocean Engineering

基　　金：国家自然科学基金;河口海岸国家重点实验室开放基金

摘　　要：在河口潮滩海域水动力学问题的计算中，为了模拟复杂的地形和岸形，最好采用边界适应坐标和小空间步长的高分辨率计算网格。由此带来的问题是，在非正交的边界适应坐标系中，如果继续采用直角坐标系中的速度分量做为求解未知量，不但给方程组的隐式求解带来困难，而且使潮滩上海水漫滩的干湿格点判断准则变得十分繁琐。本文导出了任意曲线坐标系下普遍适用的速度逆变张量和水位所满足的动力学方程组，从而实现了非正交曲线坐标系下交替方向隐式差分格式，使得在高分辨率的边界适应网格中，仍可采用大时间步长进行计算。速度逆变张量方程的导出同时给潮滩上动边界的实现带来了方便。文中通过数值试验，针对模型的稳定性和精确性与以往显式的适应性网格模型做了详尽的比较研究，从而证实该模型是一种研究河口潮滩动力学问题精确而高效的数值计算模型。Fine　grids　with　small　spacing　in　a　boundaryfitted　coordinate　are　normally　used　to　treat　the　computational　problems　of　fluid　dynamics　in　estuarine　area　and　tidal　flats.　　However,　the　adoption　of　the　velocity　components　in　this　kind　of　nonorthorginal　grids　will　definitely　result　in　a　great　difficulty　in　solving　implicitly　the　transformed　momentum　equations,　thus　complicating　the　wetdry　point　judgement　used　in　flooding　area.　　To　solve　this　problem,　generalized　contravariant　velocity　vector　equations　in　curvilinear　coodinates　are　derived　in　the　present　paper,　by　virtue　of　which,　an　AlternativeDirectionImplicit　numerical　scheme　in　nonorthoginal　grids　would　then　be　easily　realized,　and　wetdry　points　judgement　would　as　well　become　simple　enough.　　A　comparison　is　made　between　the　explicit　scheme　and　implicit　scheme,　and　the　comparison　proves　the　present　model　to　be　accurate　and　numerically　stable　for　the　computation　in　esturine　area　and　tidal　flats.

关 键 词：潮滩 适应性网格 潮流 数值模型 漫滩 

分 类 号：TV131.2[水利工程—水力学及河流动力学] P731.2[天文地球—海洋科学]