淺水方程有限體積法的并行計(jì)算研究.pdf

1、海洋資源的開發(fā)、水利工程的建設(shè)等，對(duì)于河口海岸研究的迅猛發(fā)展起著推動(dòng)作用。尤其近幾年計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，使得人們對(duì)于潮流場的精確模擬逐步成為現(xiàn)實(shí)。然而隨著研究深度的加大，人們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)今的計(jì)算機(jī)性能已不能適應(yīng)越來越大規(guī)模的計(jì)算流體力學(xué)問題，并行計(jì)算幾乎成為唯一的大幅度提高計(jì)算效率的手段。 對(duì)于河口海岸潮流場的數(shù)值模擬一直是水利工作者的重要研究領(lǐng)域，許多著名的水利研究所都開發(fā)出自己的商用軟件來模擬河口潮流場。然而某些工程應(yīng)用需要對(duì)大尺度

2、水域進(jìn)行精細(xì)模擬，這些軟件在處理這類問題時(shí)顯得效率不高。 本文通過有限體積法對(duì)二維淺水方程進(jìn)行離散，采用Casulli隱式-顯示分布模型，對(duì)流項(xiàng)用TVD高階對(duì)流格式處理，同時(shí)引入彌散修正項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)重力項(xiàng)與運(yùn)動(dòng)項(xiàng)的統(tǒng)一格心格式，建立二維潮流的數(shù)學(xué)模型。通過分域并行法編制二維潮流場模擬的并行計(jì)算程序，并運(yùn)用MPI函數(shù)庫實(shí)現(xiàn)各分域間的數(shù)據(jù)交換，已達(dá)到并行計(jì)算的目的。最終編制出具有普遍應(yīng)用意義的大型水域潮流場模擬并行程序。 最后利