基于SPH的激破波破碎过程的数值模拟
Numerical Simulation of the Breaking Process of Surging Breaking Wave Based on SPH
DOI: 10.12677/IJFD.2018.64013, PDF,    国家自然科学基金支持
作者: 吴宗铎, 严 谨*:广东海洋大学海洋工程学院,广东 湛江 ;许 斐:上海船舶研究设计院,上海;张 建:广东省航道局,广东 广州
关键词: 波浪破碎激破波SPHBreaking Wave Surging Breaking Wave SPH
摘要: 本文利用SPH方法模拟了激破波的运动过程。通过该方法的无网格特性,可利用粒子分布图来描绘波浪的形态,并利用粒子的速度矢量图来描绘碎浪的变化。和实验的图片进行对比,发现SPH方法在波浪破碎问题上表现出良好的计算性能。随后利用波峰位置的演化来确定发生破碎的位置,得到的破碎位置处的参数也和经验公式比较接近。
Abstract: The motion of surging breaking wave is simulated here with the help of SPH (smoothed particle hydrodynamics) method. According to the mesh-less property, the wave shape is described by the profiles of particle distributions, and the evolution of the tiny breaking waves is described by par-ticle velocity vectors. Comparing with the experimental photographs, it is found that the SPH me-thod performs well in wave breaking problem. Then the breaking position is located by the evolu-tion of wave peak. And the parameter at the breaking position is very approximate to empirical data.
文章引用:吴宗铎, 许斐, 严谨, 张建. 基于SPH的激破波破碎过程的数值模拟[J]. 流体动力学, 2018, 6(4): 100-108. https://doi.org/10.12677/IJFD.2018.64013

参考文献

[1] 邹志利. 海岸动力学[M]. 北京: 人民交通出版社, 2009: 63-81.
[2] Galvin, C.J. (1969) Break Travel and Choice of Design Wave Height. Journal of Waterways and Harbors Division, 95, 175-200.
[3] 诸裕良, 宗刘俊, 赵红军, 等. 复合坡度珊瑚礁地形上波浪破碎的试验研究[J]. 水科学进展, 2018, 36(3): 374-383.
[4] 许璐璐, 郄禄文. 基于SPH法波浪破碎数值模拟分析[J]. 山西建筑, 2018, 44(12): 218-220.
[5] 贾月桥. 基于SPH方法的波浪破碎数值模拟分析[D]: [硕士学位论文]. 保定: 河北大学建筑工程学院, 2017.
[6] 赵津京. SPH波浪数值模拟与物理模型试验研究[D]: [硕士学位论文]. 天津: 天津大学建筑工程学院, 2009.
[7] 邵绪强, 刘艳, 赵美花, 景筱竹. 基于SPH方法的流体物理模拟技术综述[J]. 自然科学, 2016, 4(2): 171-181.
[8] 温鸿杰, 张向, 任冰, 等. 规则波在岛礁地形上传播的SPH模拟[J]. 科学通报, 2018, 63(9): 865-874
[9] 高睿, 任冰. 波浪沿斜坡传播的SPH数值模拟[C]//第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册): 2009年卷. 呼和浩特.
[10] 常江. 景观斜坡堤和护岸的越浪与爬坡的模拟研究[D]: [博士学位论文]. 大连: 大连理工大学建设工程学部水利工程学院, 2017.
[11] Liu, G.R. and Liu, M.B. 光滑粒子流体动力学[M]. 长沙: 湖南大学出版社, 2005: 102-111.
[12] 张洋, 邹志利, 薛武山, 等. 海岸破波带内水底悬沙浓度形成机理实验研究[J]. 海洋通报, 2018, 37(2): 181-191.