考慮邊界波浪入射方向的緩坡方程求解模型.pdf

1、本文建立了適用于求解緩坡地形和復雜邊界條件的折射繞射數學模型。 以Berkhoff提出的橢圓型緩坡方程為控制方程和一系列邊界條件為基礎，對地形變化的區(qū)域和頻率不同的多向不規(guī)則波進行計算。采用有限元網格自動剖分方法，開發(fā)了可以依據地形和波長的變化來確定有限元網格大小的新型自適應前處理程序，加快了計算速度，又減少了人工輸入數據的工作量。引入索引存貯法存貯總綱、共軛梯度迭代法解大型方程組，并利用彈性力學問題中先驗誤差、Z2自適應有限元

2、后驗誤差和h型網格加密方法來提高計算精度。 在發(fā)展的自適應有限元求解緩坡方程的基礎上，對常用的部分反射邊界進行處理，加入參數波向角，即波浪入射方向和吸收反射邊界外法向的夾角，結合改進的自適應程序，采用迭代求解的方法，確定波浪相對于吸收邊界的波向角，從而對吸收式的邊界條件進行統(tǒng)一改進，建立較準確的處理波浪斜向入射到邊界時的邊界條件。通過典型算例表明，考慮波浪相對于吸收邊界的波向角后，模型可以更好的模擬吸收波浪邊界，同時對多向波對雙

3、突堤的繞射進行了模擬研究，與試驗結果比較表明，所建立的改進邊界條件后的數值計算模型是可靠的，能夠很好的模擬多向不規(guī)則波的傳播過程，得到的波浪參數比未考慮波向角的更為精確。 通過改進后的數值模型，進一步研究多向不規(guī)則波的傳播特性，模擬了方向分布對港內不規(guī)則波傳播變形的影響，得出方向分布對多向不規(guī)則波的折射繞射具有顯著的影響，但當方向集中度參數s大于45左右時，方向分布對多向不規(guī)則波繞射的影響較小，可以近似采用單向不規(guī)則波的折射繞射