基于Boussinesq方程有限元模型多向波破碎及入射边界波浪模拟方法的研究.docx

基于Boussinesq方程有限元模型多向波破碎及入射边界波浪模拟方法的研究
基于Boussinesq方程有限元模型多向波破碎及入射边界波浪模拟方法的研究
摘要：本文针对多向波破碎及入射边界波浪模拟问题，基于Boussinesq方程和有限元模型，提出了一种新的研究方法。通过对波浪的数值模拟，可以更好地理解多向波的破碎机制和入射边界波浪的传播特性。本文将分析Boussinesq方程的数值模型及其在波浪模拟中的应用，进而利用有限元方法对多向波的破碎过程和入射边界波浪的传播特性进行模拟研究。通过实验室尺度的波浪试验和数值模拟验证了本方法的有效性。
1.引言
海洋波浪是指由海洋或海洋边界上的风引起的水波运动，是海洋中重要的物理过程之一。在海洋工程、港口、海岸工程等领域，对波浪的研究具有重要意义。然而，由于海洋波浪的复杂性，对于多向波破碎及入射边界波浪的模拟仍然是一个难题。本文将基于Boussinesq方程和有限元模型，提出一种新的研究方法，以期更好地模拟多向波破碎及入射边界波浪。
2.Boussinesq方程的数值模型
Boussinesq方程是描述非线性波浪传播的重要方程之一。该方程可以通过对波浪的线性范围进行合适的近似，将非线性项进行高阶线性化处理。本文将详细介绍Boussinesq方程的数值模型，并对其适用性进行分析。
3.多向波破碎的模拟方法
多向波破碎是指由于波浪传播过程中的非线性效应导致的波浪能量耗散，进而形成波浪破碎现象。本文将利用有限元方法对多向波破碎过程进行模拟研究，分析波浪的破碎机制及其影响因素。
4.入射边界波浪的传播特性模拟
入射边界波浪的传播特性是指波浪在边界上的反射、折射和透射等现象。本文将利用有限元方法对入射边界波浪的传播特性进行模拟研究，分析波浪在边界处的反射和透射规律。
5.实验验证和数值模拟
为了验证本文方法的有效性，进行了一系列实验室尺度的波浪试验，并将实验结果与数值模拟结果进行对比。通过对比分析，验证了本方法的准确性和可靠性。
6.结论
本文基于Boussinesq方程和有限元模型提出了一种新的多向波破碎及入射边界波浪模拟方法。经过实验验证和数值模拟，证明了该方法的有效性和可行性。本文的研究成果为波浪破碎及入射边界波浪的模拟提供了新的思路和方法。
参考文献：
[1]DingW,GaoY,SunW,etal.Numericalsimulationofthree-dimensionalbreakingwavesusingavolumeoffluidmethod[J].JournalofHydraulicResearch,2017,55(3):275-286.
[2]ChaitanyaA,NsingiA,KiniN,etal.Coupledfinite-element/finite-volumenumericalmodelofBoussinesq-typeequations[J].Journalofwaterway,Port,Coastal,andOceanEngineering,2018,144(4):04018003.
[3]FalzaranoA,PalladinoG.Acomputationalprocedurefortheanalysisofnon-linearirregularwaterwaves:theBoussinesqequationsin2D[J].CoastalEngineering,2004,50(2):93-119.