有限体积法及其在近岸潮流计算中的应用研究

邱兆山

中国海洋大学

摘要：

该文从探讨一维和二维浅水方程的特征理论和性质出发,详细阐述了应用于浅水计算的有限体积法一阶及二阶格式(MUSCL途径)的原理及应用方法.应用有限体积法求解浅水方程的关键问题为求解网元界面处的一维黎曼方程,即确定网元边界上的数值通量.精确求解黎曼方程非常繁杂且不必要,所以用有足够精度且简便的近似黎曼解来代替精确的黎曼解.求解近似黎曼解的方法主要有:①Osher格式;②通量向量分裂格式(FVS);③通量差分裂格式(FDS)等.该文还以自动生成(Delaunay原理)及编号的三角形网格为例,详细阐述了无结构网格的应用方法.该文采用规则矩形网格编制了模拟一维及二维溃坝问题的测试程序,以检验文中所述方法的正确性和处理间断问题的有效性.最后该文采用无结构三角形网格并采用有限体积法二阶格式编制了模拟大亚湾潮流运动的模拟程序.该模型的模拟结果表明了有限体积法用于潮流计算的有效性,其实现方法也充分体现了有限体积法的上述优势.

关键词：计算水动力学;潮流计算;有限体积法;浅水方程;数值模拟

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：港口、海岸及近海工程

导师姓名：史宏达

学位年度：2003

语种：中文

分类号：TV131.4

页数：102

在线出版日期：2004-04-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）