【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，屬于波浪場數值模擬和預 報
。
技術介紹
近年來，隨著我國港口航道工程、人工島、人造沙灘、圍墾、風電等海岸工程的建 設，對工程海域波浪的數值模擬和預測提出了更高的要求。建立非結構化網格河口、海岸及 近海工程海域波浪數學模型，準確預報工程海域波浪要素，對于優化工程設計方案、節省工 程投資、提高工程安全性，具有重要的實際意義。 為了更加準確地模擬河口、海岸和近海水域的波浪傳播過程，常常采用網格嵌套 的方法，建立大、小范圍的波浪數學模型。目前，國內外常用的是結構化網格的嵌套技術，但 是由于這些水域地形非常復雜、岸線曲折多變，同時又受眾多工程的影響，未能比較精確地 模擬波浪的傳播。 隨著波浪數值模擬技術的發展，相對于結構化網格而言，非結構化網格具有更多 的優點，得到了大量應用，至今，國內外應用非結構化網格模擬技術雖然取得了不少成功的 案例，但是由于河口、海岸和近海水域波浪模擬的復雜性和更高的精度要求，模擬結果有待 進一步提商。
技術實現思路
為解決現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種非結構化網格嵌套波浪數值 模擬方法，建立考慮潮位變化影響的大、小區域嵌套波浪數學模型，以期進行準確地預測復 雜地形、曲折邊界和工程影響的波浪傳播過程。 為了實現上述目標，本專利技術采用如下的技術方案： -種非結構化網格嵌套波浪數值模擬方法，其特征是，包括如下步驟： 1)建立大區域的非結構化網格波浪數學模型，其控制方程為：
【技術保護點】
一種非結構化網格嵌套波浪數值模擬方法，其特征是，包括如下步驟：1)建立大區域的非結構化網格波浪數學模型，其控制方程為：∂∂tN+∂∂xCxN+∂∂yCyN+∂∂σCσN+∂∂θCθN=sσ---(1)]]>上式左邊第一項為波作用量N隨時間的變化率，N＝N(σ，θ)＝E(σ，θ)/σ，E(σ，θ)為能譜密度，σ為波浪頻率，θ為波浪方向；上式左邊第二項和第三項分別表示N(σ，θ)在空間x、y方向上的傳播；上式左邊第四項表示N(σ，θ)在σ空間因為流場和水深所引起的變化；上式左邊第五項表示N(σ，θ)在θ空間的傳播，亦即水深及流場所引起的折射；方程右邊的S代表以譜密度表示的源匯項，包括風能輸入、波與波之間非線性相互作用和由于底摩擦、白浪、深度誘導破碎所引起的能量損耗；所述Cx、Cy、Cσ、Cθ分別代表在x、y、σ、θ空間的波浪傳播速度；其中，Cx、Cy、C...
【技術特征摘要】
1. 一種非結構化網格嵌套波浪數值模擬方法，其特征是，包括如下步驟： 1) 建立大區域的非結構化網格波浪數學模型，其控制方程為：上式左邊第一項為波作用量N隨時間的變化率，N = N(〇，0) =E(〇，0)/〇，E(〇， 9)為能譜密度，〇為波浪頻率，9為波浪方向； 上式左邊第二項和第三項分別表示N(〇, 0)在空間x、y方向上的傳播； 上式左邊第四項表示N(〇, 0)在。空間因為流場和水深所引起的變化； 上式左邊第五項表示N(〇, 0)在0空間的傳播，亦即水深及流場所引起的折射； 方程右邊的S代表以譜密度表示的源匯項，包括風能輸入、波與波之間非線性相互作 用和由于底摩擦、白浪、深度誘導破碎所引起的能量損耗； 所述Cx、Cy、C。、Ce分別代表在x、y、〇、0空間的波浪傳播速度；其中，C x、Cy、C。、Ce分別為：其中，言=丨t，為波數，kx，ky分別為x、y空間的分量，k為波數，d為水深， 療= (1?)為流速，Ux，uy分別為x、y空間的2分量，s為沿0方向空間坐標，m為垂直于 s的坐標，相對頻率+ w為波浪的固有頻率；算子藝定義為羞= ^ + 為波速；t為時間。 2) 建立非結構化網格嵌套的淺海工程海域波浪數學模型；根據所述大區域非結構化 網格波浪數學模型提供給所述淺海工程海域波浪數學模型的完全嵌套的頻譜和方向譜邊 界條件（包括將要嵌套的計算域邊界處節點的坐標、頻率、方向、能譜或變密度等要素），然 后應用所述步驟1)中的控制方程和有關的輔助方程，建立淺海工程海域波浪數學模型，進 行工程海域波浪數值計算。 3) 求解所述非結構化網格嵌套波浪數學模型。2. 根據權利要求1所述的一種非結構化網格嵌套波浪數值模擬方法，其特征是，所述 步驟1)中，源函數項S的表達式為： S Swind+Sni+Sb〇ttom+S white^ ^breaking (6)； Swind代表風對浪的作用；Snl代表非線性波-波之間的相互作用；Stottrail代表底摩擦所引 起的能量損耗；swhito代表白浪所引起的能量損耗；...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱志夏，齊慶輝，
申請(專利權)人：江蘇省交通規劃設計院股份有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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