【摘 要】
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海啸长波在平坦大陆架上传播会演化出短周期的波状涌潮.文章立足南海马尼拉俯冲带潜在的特大地震海啸,研究海啸波在南海北部平坦大陆架上的演化波形.使用Boussinesq模型,数值模拟海啸波从马尼拉俯冲带传播到台湾、广东、海南和海防沿岸.在球面坐标系统中,逐层加密网格,得到强度收敛的波状涌潮,收敛网格大小为15m.对从上述地方200m等深线以内区域选取若干区域,计算结果显示广东汕尾到广东湛江一线海域10
【机 构】
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上海交通大学水动力学教育部重点实验室,上海,200240
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海啸长波在平坦大陆架上传播会演化出短周期的波状涌潮.文章立足南海马尼拉俯冲带潜在的特大地震海啸,研究海啸波在南海北部平坦大陆架上的演化波形.使用Boussinesq模型,数值模拟海啸波从马尼拉俯冲带传播到台湾、广东、海南和海防沿岸.在球面坐标系统中,逐层加密网格,得到强度收敛的波状涌潮,收敛网格大小为15m.对从上述地方200m等深线以内区域选取若干区域,计算结果显示广东汕尾到广东湛江一线海域100m和50m等深线水域有波状涌潮出现,越南海防外海也有波状涌潮出现.波状涌潮的周期约30s、波长约1000m.对比出现波状涌潮和没有出现波状涌潮区域的入射波,总结了行程波状涌潮的入射波特征.
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长波波列在结构上作用会产生很大的波浪爬高和荷载.这种波列在长距离的传播中无法维持稳定,导致其波面形态发生改变,并对其之后与结构的作用产生很大影响,该现象亦出现在对海啸波波列的观测中.本研究基于时域高阶边界元方法,建立了完全非线性二维数值波浪水槽,对长波波列传播过程中的变形和各阶波浪间能量交换问题进行了模拟和研究.自由表面满足完全非线性自由水面运动学和动力学边界条件,采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪瞬
本研究基于一个非静压表面流模型,对双向深水波列的四波共振作用进行数值模拟.结果显示该模型可以准确地模拟共振波波幅沿程线性增长的特性,并与已有的线性共振理论相吻合.基于该波浪模型,本研究还详细分析了波列的波陡对双向波列共振作用形成的短峰波浪场演化特征的影响.结果表明,波列非线性的增强会使波浪场的波峰线和波谷线变得弯曲,其弯曲程度与波列的波陡以及传播距离成正比.而对不满足共振条件的波列的相互作用,即使
基于两层流中典型的Kdv型内孤立波方程,初步开展了水平细长圆柱潜体侧面遭遇内孤立波时运动响应的研究.采用Morison公式近似计算潜体受到的内孤立波力,根据潜体运动方程建立内孤立波作用下潜体运动响应的时域数值模型,采用四阶龙格库塔法求解.选取中国南海附近深水海域中典型的流体分层参数及下凹型内孤立波特征参数,参考常规潜艇外形尺寸选取简化水平细长圆柱模型,近似模拟了两种悬浮位置下圆柱型潜体的运动响应.
为了研究孤立波对海堤等海岸结构物的作用,基于OpenFOAM开源程序建立数值水槽,模拟了孤立波在斜坡堤上的传播过程.采用了该程序中的RANS模型并用k-ω两方程湍流模型封闭进行求解,并和实验数据进行对比.孤立波在常水深水槽中的传播波形与理论解吻合良好,沿程衰减较小.针对孤立波在斜坡堤上的传播变形过程进行了数值模拟,结果表明,该模型能够准确模拟孤立波在斜坡上的浅化和破碎过程,波面升高和压力的计算结果
本研究基于弱压缩的光滑粒子流体动力学方法(δ-Smooth Particle Hydrodynamics,δ-SPH),建立数值波浪水槽,研究规则波作用下淹没式双层水平板防波堤的水动力特性.通过与已有物理模型试验数据对比,验证数值波浪水槽计算结果的合理性.通过数值算例分析,研究水平板宽度对水平板所受波浪力的影响规律,结果表明:上层水平板所受波浪力大于下层水平板所受波浪力;双层水平板防波堤所受向上总
海底排污口将成为沿海地区可持续和环境敏感的废水管理战略的重要组成部分.本研究基于N-S方程和有限体积法,在FLUENT中进行二次开发,通过用户定义函数(UDF)使用有限差分方法求解泥沙输运方程,建立了模拟海底管线周围三维流动和冲刷的数值模型.根据一段时间内的推移质输沙率得到床面节点的高程变化,再通过动网格技术更新床面网格形状,并采用了一种对流场计算时间与床面冲刷计算时间进行耦合的方法来提高计算效率
中国北方寒冷地区的水库在冬期会面临冰冻问题,电站库区的冰情演变过程对水电站的规划设计、运行以及水工构筑物的安全均产生不同程度的影响,基于水深平均的浅水控制方程组、热传导能量方程和改进的度日法方程,建立了寒区水电站库区冰情演变数学模型,并附以实例进行数值模拟.结果表明:数学模型在水力计算、水温扩散和冰盖热力消长的计算结果与水电站库区冰情原型观测结果吻合较好,研究成果可为寒区水电站库区冰情演变过程、电
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针对某工程的下游消能防冲布置受限的特殊问题,提出了一种二级斜坡进口式浅水垫消力池,该款消力池基于传统的浅水垫消力池,进口采用两级斜坡,两级斜坡中间设有平台段.通过物理模型试验与三维RNGκ-ε紊流数值模拟相结合的方式,对这种新型的消力池池内水流流态、水面线、流速及压力分布等进行了对比分析.试验值与数值模拟计算结果吻合良好,结果表明,二级斜坡进口式消力池能有效降低消力池临底流速,水跃形态稳定,消能效
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