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代表性成果2 多尺度多因子耦合的河口海岸动力地貌演变数值模拟方法
发布人: 港航院     发布时间: 2020-04-07     访问次数: 692
代表性成果1
复杂海底地形上波流非线性互制机理
  •  (1)连续沙波地形上的波流相互作用机理

  •  (2)珊瑚礁海岸礁坪-潟湖-裂口独特地形上的波流耦合传播变形机制

  •  (3)南黄海辐射沙洲海域的极端波浪产生演化与分布特性

代表性成果2
多尺度多因子耦合的河口海岸动力地貌演变数值模拟方法
  •  (1)新型高效非静压水动力数值模式

  •  (2)波流相互作用下海岸沙坝季节性演化模拟

  •  (3)波浪-非均匀海床-海工建筑物相互作用的全动态模拟方法

研究进展3
海岸动力地貌演变与新型港航海岸工程的互馈响应机制
  •  (1)珊瑚礁海岸波流动力与岛礁防浪建筑物的相互作用机制

  •  (2)辐射沙洲动力地貌过程对新型港航工程的响应机制

  •  (3)多元动力荷载联合作用下的海上风机单桩基础冲刷机理

  •  (4)海岸带保护修复工程中的水沙运动新机制

新型高效非静压水动力数值模式

基于欧拉方程采用Taylor级数展开提出了水平方向最高导数为二阶的新型非静压波浪数值模式,空间三层即可适用kd≤10π 的极深水范围。提出了非静压模型网格分离求解方法(PDI),泊松方程的计算时间可减少80%以上。该方法已被美国特拉华大学开发的NHWAVE模型和荷兰代尔夫特理工大学开发的SWASH模型所采用。

图2.1.1 新型非静压模型精度



图2.1.2  PDI方法计算流程和网格划分图

 

图2.1.3  PDI方法计算效率对比图


成功复演了珊瑚礁海岸波浪破碎紊动涡流场的时空变化过程,发现礁冠的存在会增强破波能量耗散率达4.5倍。模拟计算捕捉到长江口北槽下段涨急与涨憩之间存在的Kelvin-Helmoltz涡,发现Kelvin-Helmoltz涡会增强垂向紊动并加速盐淡水混合。

图2.1.4 礁冠影响下底部能量耗散率对比图


图2.1.5 长江口北槽K-H涡发生时盐度、速度梯度、盐度梯度、理查德森数垂向分布图


     

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