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群墩结构对多向波浪影响的模拟研究

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作者: 著
出版社: 河海大学出版社
2022-08
版次: 1
ISBN: 9787563076222
装帧: 平装
开本: 16开
页数: 114页
字数: 139.000千字
正文语种: 简体中文
分类: 工程技术
  • 为了更适用于复杂边界区域波浪传播的求解，本书基于Beji和Nadaoka改进的Boussinesq方程，采用非结构三角形网格，建立了可用于近岸波浪传播计算的有限元数值计算模型。模型的时间积分采用四阶Adams－Bashforth－Moulton（ABM）预报－校正法，节点上变量的空间一阶导数采用节点周围单元内变量的一阶导数的加权平均值来确定，有效地处理了方程中变量的三阶空间导数项，使模型可以采用线性单元。模型编程采用了索引存储法，只存储方程中二维数组中的非零元素，可节省计算机的内存。同时，针对与坐标轴斜交的全反射边界，通过引入坐标转换的方法，使得在全反射边界处通过求解切向的动量方程来准确求解该类边界处的速度值。一些算例的结果表明，所建立的基于非结构三角形网格的有限元模型能够适用于非规则区域内的波浪传播计算，并可给出很好的模拟结果。 1  绪论
      1.1  研究目的和意义
      1.2  国内外文献综述
      1.3  主要工作
    2  非结构单元有限元波浪数值模型的建立及验证
      2.1  模型控制方程
      2.2  有限元方程
      2.3  时间积分的预报-校正法
      2.4  边界条件
        2.4.1  全反射边界条件
        2.4.2  吸收边界条件(开边界)
        2.4.3  入射边界条件
      2.5  模型验证
        2.5.1  海绵层对规则波吸收效果验证
        2.5.2  孤立波的传播计算
        2.5.3  封闭方形水池中的水面晃动
        2.5.4  椭圆形浅滩上波浪折绕射计算
        2.5.5  透镜地形上的波浪传播模拟
        2.5.6  孤立波与独立圆柱作用
      2.6  小结
    3  基于域内造波无反射入射边界
      3.1  域内造波模型建立
      3.2  域内造波效果验证
        3.2.1  规则波在平底水槽的传播
        3.2.2  波浪与直墙作用模拟
        3.2.3  单向不规则波模拟
        3.2.4  平底水池内多向不规则波浪传播的模拟
      3.3  小结
    4  多向不规则波对群墩作用的模拟研究
      4.1  波浪与群墩作用模拟结果验证
      4.2  多向不规则波作用下群墩内波浪分布的模拟研究
      4.3  小结
    5  多向聚焦波及其与独立圆柱作用的模拟研究
      5.1  聚焦波浪的生成方法和特性
      5.2  聚焦波数值模拟验证
        5.2.1  单向聚焦波与圆柱作用模拟
        5.2.2  多向聚焦波的模拟
      5.3  多向聚焦波的模拟研究
      5.4  多向聚焦波与独立圆柱作用的研究
      5.5  小结
    6  多向聚焦波浪与群墩结构作用的模拟研究
      6.1  多向聚焦波域内产生方法
      6.2  多向聚焦波与群墩作用的模拟分析
      6.3  小结
    7  结论与展望
      7.1  结论
      7.2  展望
    参考文献
  • 内容简介:
    为了更适用于复杂边界区域波浪传播的求解，本书基于Beji和Nadaoka改进的Boussinesq方程，采用非结构三角形网格，建立了可用于近岸波浪传播计算的有限元数值计算模型。模型的时间积分采用四阶Adams－Bashforth－Moulton（ABM）预报－校正法，节点上变量的空间一阶导数采用节点周围单元内变量的一阶导数的加权平均值来确定，有效地处理了方程中变量的三阶空间导数项，使模型可以采用线性单元。模型编程采用了索引存储法，只存储方程中二维数组中的非零元素，可节省计算机的内存。同时，针对与坐标轴斜交的全反射边界，通过引入坐标转换的方法，使得在全反射边界处通过求解切向的动量方程来准确求解该类边界处的速度值。一些算例的结果表明，所建立的基于非结构三角形网格的有限元模型能够适用于非规则区域内的波浪传播计算，并可给出很好的模拟结果。
  • 目录:
    1  绪论
      1.1  研究目的和意义
      1.2  国内外文献综述
      1.3  主要工作
    2  非结构单元有限元波浪数值模型的建立及验证
      2.1  模型控制方程
      2.2  有限元方程
      2.3  时间积分的预报-校正法
      2.4  边界条件
        2.4.1  全反射边界条件
        2.4.2  吸收边界条件(开边界)
        2.4.3  入射边界条件
      2.5  模型验证
        2.5.1  海绵层对规则波吸收效果验证
        2.5.2  孤立波的传播计算
        2.5.3  封闭方形水池中的水面晃动
        2.5.4  椭圆形浅滩上波浪折绕射计算
        2.5.5  透镜地形上的波浪传播模拟
        2.5.6  孤立波与独立圆柱作用
      2.6  小结
    3  基于域内造波无反射入射边界
      3.1  域内造波模型建立
      3.2  域内造波效果验证
        3.2.1  规则波在平底水槽的传播
        3.2.2  波浪与直墙作用模拟
        3.2.3  单向不规则波模拟
        3.2.4  平底水池内多向不规则波浪传播的模拟
      3.3  小结
    4  多向不规则波对群墩作用的模拟研究
      4.1  波浪与群墩作用模拟结果验证
      4.2  多向不规则波作用下群墩内波浪分布的模拟研究
      4.3  小结
    5  多向聚焦波及其与独立圆柱作用的模拟研究
      5.1  聚焦波浪的生成方法和特性
      5.2  聚焦波数值模拟验证
        5.2.1  单向聚焦波与圆柱作用模拟
        5.2.2  多向聚焦波的模拟
      5.3  多向聚焦波的模拟研究
      5.4  多向聚焦波与独立圆柱作用的研究
      5.5  小结
    6  多向聚焦波浪与群墩结构作用的模拟研究
      6.1  多向聚焦波域内产生方法
      6.2  多向聚焦波与群墩作用的模拟分析
      6.3  小结
    7  结论与展望
      7.1  结论
      7.2  展望
    参考文献
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