基于四叉樹網格的近岸波浪及波生流數值模型.pdf

1、海岸地區(qū)人口密集，經濟、文化、社會高度發(fā)達，多種水動力因素在這里相互作用。近岸海域波流場的分布不僅影響著海岸帶的開發(fā)、利用和近海工程的建設，而且也是構成近岸復雜水環(huán)境的重要因素。為研究近岸波流場的分布規(guī)律，本文建立了基于四叉樹網格的近岸波浪及波生流數值模型。
　　首先，在四叉樹網格下建立了近岸波浪橢圓型緩坡方程數值模型。運用有限體積法在控制體上離散模型，采用GPBiCG(m，n)迭代格式求解離散后的矩陣方程。采用近岸波浪傳播的實驗

2、室試驗算例對模型進行了驗證，并進一步將該模型應用實際海域Acapulco Bay的波浪場數值模擬中。數值結果表明，本模型是一種高效、可靠且能夠應用于實際海域的近岸波浪數值模型。
　　其次，在同一套四叉樹網格下建立了平面二維近岸波生流數值模型。模型中，由橢圓型緩坡方程中的波浪勢函數等參量直接計算波對流的輻射應力，使得模型可以綜合考慮波浪折射、繞射、反射等影響。模型采用有限體積法離散求解。將模型應用到人工島周圍的波生流模型實驗和San

3、 Francisco海灣的Ocean Beach近岸波生流數值模擬中。數值結果表明，本模型是一種高效、可靠的波生流數值模型。
　　本文建立的基于四叉樹網格的近岸波浪及波生流數值模型可以根據波浪波長的變化動態(tài)地調整網格布局，生成多層次自適應四叉樹網格，對復雜計算域有較好的適應性，計算效率高，且在方程的離散和求解過程中無需引入形函數、不產生復雜的交叉項。計算結果表明，本文所建立的數值模型能夠準確、高效的模擬近岸波浪和近岸流，可為近岸工