随机波在珊瑚礁地形上传播的SPH模拟  被引量:2

Numerical simulation of random wave transformation over fringing reef using SPH method

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作  者:温鸿杰[1] 张向 任冰[1] 王国玉[1] WEN Hong-jie;ZHANG Xiang;REN Bing;WANG Guo-yu(State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering,Dalian University of Technology,Dalian,China 116024)

机构地区:[1]大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室

出  处:《水动力学研究与进展(A辑)》2018年第6期706-713,共8页Chinese Journal of Hydrodynamics

基  金:国家自然科学基金项目(51679032)~~

摘  要:该文通过在SPH水动力学模型中引入动量源造波函数和人工速度衰减函数,来实现规则波和随机波在数值波浪水槽中稳定生成和有效吸收,并通过合理设置造波区的相关参数使该造波系统适合于任意水深条件。最终,应用该数学模型研究波浪在珊瑚礁上的传播演变问题。数模预测结果与物模实验数据对比显示,该文所建立的SPH数学模型能够准确描述诸如波浪在深海陡峭礁面上的翻卷破碎、礁坪上的波浪增水及波能频谱由峰频向低频转换等一系列颇具挑战性的水动力过程。说明该文结合无反射动量源造波系统发展的SPH水动力学模型可以作为一个非常实用的数值模拟工具,用于研究波浪与各式水工建筑物间的相互作用问题。A momentum source wave making function derived from the linear wave theory is introduced into the weakly compressible smoothed particle hydrodynamic(SPH) model for the long-time simulation of regular and irregular wave generation problems. Wave absorption is realized by adding a velocity attenuation term into the governing momentum equation. The wave maker is then applied to the study of the challenging processes, such as random wave breaking on the reef-face or the reef-crest, wave setup and spectral transfer of wave energy from the peak frequency to lower frequencies over the reef-flat. The predicted results are compared with the experimental data and a good agreement is obtained. The SPH model with a non-reflective spectral wave maker can be used as a practical tool for studying wave interaction with coastal structures.

关 键 词:源造波 SPH 随机波破碎 无反射波浪水槽 岸礁 

分 类 号:O353.2[理学—流体力学]

 

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