检索结果-南通市图书馆

Simulating the evolution of focused waves by a two-layer Boussinesq-type model

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Acta Oceanologica Sinica 2024年第5期43卷 91-99页

作者： Ping Wang Zhongbo Liu kezhao fang Wenfeng Zou Xiangke Dong Jiawen Sun State Environmental Protection Key Laboratory of Marine Ecosystem Restoration National Marine Environmental Monitoring CenterDalian 116023China College of Transportation Engineering Dalian Maritime UniversityDalian 116026China State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering Dalian University of TechnologyDalian 116024China

Accurate simulation of the evolution of freak waves by the wave phase focusing method requires accurate linear and nonlinear properties,especially in deep-water conditions.In this paper,we analyze the ability to simulate deep-water focused waves of a two-layer Boussinesq-type(BT)model,which has been shown to have excellent linear and nonlinear performance.To further improve the numerical accuracy and stability,the internal wavegenerated method is introduced into the two-layer Boussinesq-type model.Firstly,the sensitivity of the numerical results to the grid resolution is analyzed to verify the convergence of the model;secondly,the focused wave propagating in two opposite directions is simulated to prove the symmetry of the numerical results and the feasibility of the internal wave-generated method;thirdly,the limiting focused wave condition is simulated to compare and analyze the wave surface and the horizontal velocity of the profile at the focusing position,which is in good agreement with the measured values.Meanwhile the simulation of focused waves in very deep waters agrees well with the measured values,which further demonstrates the capability of the two-layer BT model in simulating focused waves in deep waters.

关键词： focused waves numerical simulation Boussinesq-type model velocity profile

A GPU accelerated Boussinesq-type model for coastal waves

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Acta Oceanologica Sinica 2022年第9期41卷 158-168页

作者： kezhao fang Jiawen Sun Guangchun Song Gang Wang Hao Wu Zhongbo Liu State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering Dalian University of TechnologyDalian116024China National Marine Environmental Monitoring Center Dalian116023China Marine Geological Resources Survey Center of Hebei Province Qinhuangdao066001China College of Transportation Engineering Dalian Maritime UniversityDalian116026China

This study presents an efficient Boussinesq-type wave model accelerated by a single Graphics Processing Unit(GPU).The model uses the hybrid finite volume and finite difference method to solve weakly dispersive and nonlinear Boussinesq equations in the horizontal plane,enabling the model to have the shock-capturing ability to deal with breaking waves and moving shoreline properly.The code is written in CUDA C.To achieve better performance,the model uses cyclic reduction technique to solve massive tridiagonal linear systems and overlapped tiling/shared memory to reduce global memory access and enhance data reuse.Four numerical tests are conducted to validate the GPU implementation.The performance of the GPU model is evaluated by running a series of numerical simulations on two GPU platforms with different hardware configurations.Compared with the CPU version,the maximum speedup ratios for single-precision and double-precision calculations are 55.56 and 32.57,respectively.

关键词： Boussinesq model GPU speedup ratio coastal waves

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

秦皇岛海域波浪统计特征模拟分析

海洋环境科学 2024年第3期43卷 329-338页

作者：周龙张甲波宫立新孙家文房克照刘修锦河北省地质矿产勘查开发局第八地质大队河北省海洋地质资源调查中心河北秦皇岛066000 河北省海洋岸线生态修复与智慧海洋监测工程研究中心河北秦皇岛066000 国家海洋环境监测中心辽宁大连116023 大连理工大学海岸和近海岸工程国家重点实验室辽宁大连116024

首先,本文选用ERA5再分析风场作为SWAN模型驱动风场,在原始风场分辨率的基础上,开展二次插值细化,利用7个月实测逐时风场数据对ERA5风场U、V分方向修正,有效弥补了ERA5风场在风暴潮期间中心风速明显偏低的缺陷,提高了ERA5修正风场分方... 详细信息

首先,本文选用ERA5再分析风场作为SWAN模型驱动风场,在原始风场分辨率的基础上,开展二次插值细化,利用7个月实测逐时风场数据对ERA5风场U、V分方向修正,有效弥补了ERA5风场在风暴潮期间中心风速明显偏低的缺陷,提高了ERA5修正风场分方向的准确性。其次,基于SWAN模式,模拟秦皇岛海域近年发生的两次典型风暴浪过程,经参数率定和风场修正后,进一步提高了有效波高、有效波周期与平均波向的模拟精度。基于秦皇岛海域42年(1980-2021年)的波浪数值模拟,统计分析了该海域波浪季节特征,推求不同重现期波浪要素,研究结果可为秦皇岛海域海洋生态修复工程和海岸带防灾减灾提供数据支撑。

关键词： SWAN 风暴潮波浪季节特征年极值波浪

A Central Numerical Scheme to 1D Green-Naghdi Wave Equations

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Journal of Applied Mathematics and Physics 2015年第8期3卷 1032-1037页

作者： kezhao fang Zifeng Jiao Jing Yin Jiawen Sun State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering Dalian University of Technology Dalian China National Marine Environmental Monitoring Center Dalian China

A numerical scheme based on hybrid central finite-volume and finite-difference method is presented to model Green-Naghdi water wave equations. The governing equations are reformulated into the conservative form, and the convective flux is estimated using a Godunov-type finite volume method while the remaining terms are discretized using finite difference method. To enhance the robustness of the model, a central-upwind flux evaluation and a well-balanced non- negative water depth construction are incorporated. Numerical tests demonstrate that present model has the advantages of stability preserving and numerical efficiency.

关键词： Green-Naghdi Equations Finite-Volume Method Solitary Wave

双层Boussinesq水波方程速度公式的修正

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

上海交通大学学报 2023年第2期57卷 177-182页

作者：刘忠波韩青亮任双双王彦房克照大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

为提高Boussinesq水波方程中的速度精度,以最高空间导数为2的双层Boussinesq方程为研究对象,提出增加带有常系数的三阶项以修正速度公式.适用水深在0 详细信息

为提高Boussinesq水波方程中的速度精度,以最高空间导数为2的双层Boussinesq方程为研究对象,提出增加带有常系数的三阶项以修正速度公式.适用水深在0

关键词： Boussinesq水波方程速度公式解析解数值模拟

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

叠加波浪场作用下裂流三维分布特征研究

应用基础与工程科学学报 2023年第1期31卷 1-12页

作者：王彦邹天宇邹志利刘忠波房克照王旭鹏大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026 大连理工大学海岸及近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 昌黎黄金海岸国家级自然保护区管理中心河北秦皇岛066607

明晰叠加波浪场作用下裂流三维分布特征,有助于全面深入开展海岸裂流的演化规律和致灾机理研究.为分析丁坝、沙坝和沟槽对裂流三维特征的影响,通过对沟槽内和槽外沙坝上两个不同节点位置ADV流速测量,实验研究了有槽沙坝海岸交叉叠加波... 详细信息

明晰叠加波浪场作用下裂流三维分布特征,有助于全面深入开展海岸裂流的演化规律和致灾机理研究.为分析丁坝、沙坝和沟槽对裂流三维特征的影响,通过对沟槽内和槽外沙坝上两个不同节点位置ADV流速测量,实验研究了有槽沙坝海岸交叉叠加波浪的裂流垂向分布.结果表明:对沟槽内和沙坝上节点断面,裂流头区域表现为靠近水表面具有较大速度的表面流特征.而对于裂流颈位置则有不同,沙坝上的裂流垂向结构变化较大,沟槽内的裂流垂向数值较为均匀.沟槽内断面的裂流垂向分布符合对数分布规律.裂流沿岸速度分量表现为上大下小的规律,但对于不同周期略有不同.丁坝通过控制近岸环流系统而影响裂流沿岸速度分量的波动特征,导致沟槽内裂流的沿岸速度分量指向丁坝方向,对距离丁坝较远的沙坝上裂流的沿岸速度分量影响减弱.

关键词：裂流垂向结构叠加波浪有槽沙坝丁坝节点

适合可渗海床上波浪传播的高阶Boussinesq方程

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

哈尔滨工程大学学报 2013年第9期34卷 1100-1107页

作者：刘忠波房克照孙昭晨大连海事大学交通运输管理学院辽宁大连116026 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116023 长沙理工大学水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室湖南长沙410014

为在数学模型中考虑渗透性介质对波浪传播的影响,在多孔介质流体运动方程中引入拖曳阻力和惯性力,引出Laplace方程和边界条件.对控制方程无因次化,并以自由表面处速度势和交界面上的速度势进行幂级展开,推导了以静止水平面上速度、交界... 详细信息

为在数学模型中考虑渗透性介质对波浪传播的影响,在多孔介质流体运动方程中引入拖曳阻力和惯性力,引出Laplace方程和边界条件.对控制方程无因次化,并以自由表面处速度势和交界面上的速度势进行幂级展开,推导了以静止水平面上速度、交界面上速度和波面升高3个变量表达的Boussinesq方程.给出积分平均速度或任一水深处速度与以上2个速度之间的关系式,进而推导出另外2个Boussinesq方程,并通过引入高阶色散项对方程进行加强以拓展其适用水深.对方程进行了理论分析,将相速度及衰减率与解析解进行了比较,发现四阶色散性方程具有最佳精度.不考虑渗透影响时,在2%误差下,四阶方程可适用最大无因次水深达到5.82.该高阶Boussinesq方程不仅可用于研究渗透海床上波浪的传播变形,也适用非渗透海床上的深水波浪传播变形.

关键词：可渗海床波浪 Boussinesq方程相速度衰减率

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

近岸波浪传播的非静压数值模型

水科学进展 2015年第1期26卷 114-122页

作者：房克照孙家文刘忠波尹晶大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 长沙理工大学水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室湖南长沙410076 国家海洋环境监测中心辽宁大连116023 大连海事大学交通运输管理学院辽宁大连116026

基于均匀网格,建立了沿水深积分的非静压波浪传播数值模型,模型的求解分静压步和动压步两部分。静压步的控制方程为全非线性浅水方程,采用有限体积格式求解,通过采用线性重构技术和全隐式离散底摩阻项,保证了格式的和谐性、守恒性和水... 详细信息

基于均匀网格,建立了沿水深积分的非静压波浪传播数值模型,模型的求解分静压步和动压步两部分。静压步的控制方程为全非线性浅水方程,采用有限体积格式求解,通过采用线性重构技术和全隐式离散底摩阻项,保证了格式的和谐性、守恒性和水深非负性,有效处理了海岸动边界问题。动压步通过应用有限差分方法求解泊松方程考虑动压力,使得模型具备模拟色散性波浪传播的能力。引入波浪破碎指标,波浪破碎后模型退化为静压模型,破碎波自动捕捉为间断。通过算例对所建立模型进行了验证。

关键词：非静压波浪间断捕捉有限体积方法

论一类四阶Boussinesq方程的变浅性能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

力学学报 2014年第4期46卷 512-518页

作者：刘忠波房克照孙昭晨大连海事大学交通运输管理学院大连116026 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116023 长沙理工大学水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室长沙410004

Boussinesq类水波模型在港口、海岸以及海洋工程领域应用广泛,但以前对这类模型的变浅性能的研究不够充分.针对Madsen和Sch¨affer提出的一组四阶Boussinesq方程,从理论和数值两个方面对这一问题进行了探讨.理论分析了其变浅性能,指出... 详细信息

Boussinesq类水波模型在港口、海岸以及海洋工程领域应用广泛,但以前对这类模型的变浅性能的研究不够充分.针对Madsen和Sch¨affer提出的一组四阶Boussinesq方程,从理论和数值两个方面对这一问题进行了探讨.理论分析了其变浅性能,指出该文献中参数α2和β2的取值是不合理的,并重新确定其取值.在交错网格下建立了基于混合4阶Adams–Bashforth–Moulton格式的预报--校正数值模型.数值模拟了两个典型算例:一是缓变平坡地形上波浪的传播变形,二是波浪在淹没梯形潜堤上的波浪演化过程.计算结果分别与解析结果、物理模型实验结果进行了比较,发现变浅系数的取值对数值结果影响很大,新参数比原文参数模拟结果的吻合程度更高,这佐证了理论分析.

关键词：变浅性能波浪潜堤 Boussinesq方程数值模型