分步分层拟三维水流数学模型及其在廉州湾潮流计算中的应用.pdf

第卷第期海洋学报．．．—．步分层拟三维水流数学模型及在廉州湾潮流计算中的应用于天一——自————至一天津大学水资源与港湾工程系天津水利部海河水利委员会．天津摘要方程为基础经代数坐标变换导出模式方程然后在该坐标系下将三维流塌进行垂直分层并在每一层内积分模式方程．在数值模拟求解方算速度和计算技术的限制大部分的工程模拟计算目前还多采用一维和二维模型来完成口但是天然水域中的流动绝大多数都具有三维特性因此随着科学的进步和工程实际需求的提高对水流流动的三维模拟也势在必行．在计算方法上目前工程界较为流行的水流方程求解方法为方法它具有稳定性好、累积误差小的优点但也存在着不可克服的缺点其一该方法为矩形阿格对岸界较为复杂的区域模拟不尽令人满意；其二在确定的计算域中不能随意更改空间计算步长．为弥补这些不足本文在剖分计算域时采取三角形阿格；在方程离散时采用具有严格理论基础的有限元和特征差分近似法；同时考虑实际工程精度要求和计算机发展水平本文则在整体上采取分层拟三维模型；在处理方程对流项时为避免产生数值不稳定及数值耗散现象则采取特征差分近似法该方法与迎风格式相比具有更为宽松的稳定性条件“这样在长系列过程三维模拟时可节省大量计算时间提高运算速