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2010年03月17日

【期刊论文】计算域中存在直立岛式结构物时波浪传播的数值模拟*

张洪生, 张军, 缪国平

水动力学研究与进展,2005,20(2):241~250,-0001,():

摘要

针对计算域中存在直立岛式结构物的复连通区域,提出了岛体边界条件,利用缓坡方程建立了在计算域中存在直立岛式结构物时波浪传播的数值模拟模型。模型适用于变水深水域问题,克服了解析解只能适用于等水深水域的不足。直立圆柱和无穷小厚度岛式防波堤周围波浪传播的数值算例表明,数值解与解析解吻合良好,说明所建立的数值模拟模型能有效地模拟复连通区域内的波浪传播。矩形固定式防波堤周围波浪场的数值模拟说明该模型对工程实际有较强的适应性。

关键词: 波浪传播, 缓坡方程, 数值模拟 复连通区域

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2010年03月17日

【期刊论文】一般曲线坐标系下波浪传播的数值模拟

张洪生, 丁平兴, 赵海虹

海洋学报,2003,25(1):110~119,-0001,():

摘要

在曲线坐标系下,建立了缓变水深水域波浪传播的数值模拟模型。模型适宜于复杂变化的边界形状,克服了各种代数坐标变换的局限性。在建立模型时,将原始的椭圆型缓坡方程的近似型式——依赖时间变化的抛物型方程,作为控制方程,既克服了一般抛物近似方法的缺点,又便利了方程的求解;从开边界条件、不同反射特性的固壁边界条件相统一的表达式出发,对边界条件进行处理;用ADI法数值求解控制方程。对模型的验证表明,数值解与物模实验值吻合良好,模型对于具有复杂边界的工程实际有较强的适应性。

关键词: 波浪传播, 曲线坐标系, 数值模拟 自适应网格, 边界条件

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2010年03月17日

【期刊论文】非线性波传播的新型数值模拟模型及其实验验证

张洪生, 冯文静, 王亚玲, 吴中, 缪国平

海洋学报,2007,29(4):137~147,-0001,():

摘要

以一种新型的Boussinesq型方程为控制方程组,采用五阶Runge-Kutta-England格式离散时间积分,采用七点差分格式离散空间导数,并通过采用恰当的出流边界条件,从而建立了非线性波传播的新型数值模拟模型。通过对均匀水深水域内波浪传播的数值模拟说明,模型能较好地模拟大水深水域和强非线性波的传播。通过设置不同的入射波参数来进行潜堤地形上波浪传播的物理模型实验,并将数值解与物理模型实验结果进行了比较。

关键词: 数值模拟 新型Boussinesq型方程, 非线性波, 物模实验

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2010年03月17日

【期刊论文】非线性波传播的新型数值模拟模型及其实验验证引入变换速度变量

张洪生, 冯文静, 商;辉

海洋学报,2007,29(5):161~173,-0001,():

摘要

以一种新型的含变换速度变量的Boussinesq型方程为控制方程组,采用五阶Runge-Kutta-England格式离散时间积分,采用七点差分格式离散空间导数,并采用恰当的出流边界条件,从而建立了非线性波传播的新型数值模拟模型。对均匀水深水域内波浪传播的数值模拟,说明在引入变换速度后进一步增大了模型的水深适用范围。对潜堤地形上波浪传播的数值模拟说明,在引入变换速度后进一步提高了模型的数值模拟精度。

关键词: 数值模拟 新型Boussinesq型方程, 变换速度变量, 非线性波, 潜堤

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2010年03月17日

【期刊论文】曲线坐标系下非均匀水流中波浪传播的数值模拟

张洪生, ;丁平兴, ;吴;中, ;缪国平

上海交通大学学报,2003,37(8):1216~1265,-0001,():

摘要

利用自适应网格技术,建立了曲线坐标系下缓变水深水域非均匀水流中波浪传播的数值模拟模型。将椭圆型非均匀水流中波浪传播的联合折射一绕射方程化为依赖时间变化的抛物型方程,并以此作为控制方程,克服了一般抛物近似方法的缺点;从开边界条件、不同反射特性的固壁边界条件相统一的表达式出发,对边界条件进行处理;用ADI法数值求解控制方程。验证结果表明,模型能适应复杂的边界形状,可以较好地模拟复杂边界条件下波浪传播过程中的多种物理现象,克服了以往各种代数坐标变换的局限性,有效地反映了水流对波浪传播的影响。模型的模拟结果可供实际工程参考使用。

关键词: 数值模拟 曲线坐标系, 非均匀水流, 波浪传播

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2010年03月17日

【期刊论文】应用时间关联型缓坡方程数值模拟波流相互作用

张洪生, 赵红军,

上海交通大学学报,2007,41(2):157~161,-0001,():

摘要

从含水流项的时间关联型缓坡方程出发,采用有限差分法,建立缓变水深和水流水域波浪传播的数值模型。模型对空间导数项采用三点差分格式离散,对时间导数项采用Euler预测一校正格式离散。基于开边界条件与不同反射特性的固壁边界条件相统一的边界条件表达式,对边界条件进行处理。该模型数值解与椭圆型缓坡方程有限元模型的数值解较为吻合,表明所得数值结果合理可信。

关键词: 时间关联型, 缓坡方程, 数值模拟 水流, 边界条件

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