Трехмерная модель наката нелинейных поверхностных гравитационных волн на берег мелководья
Автор: Аббасов Ифтихар Балакишиевич
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 4 т.6, 2013 года.
Бесплатный доступ
Работа посвящена трехмерному численному моделированию наката нелинейных поверхностных гравитационных волн на основе уравнений Навье–Стокса. Сформулирована постановка трехмерной задачи, описаны граничные и начальные условия. С помощью метода расщепления по физическим процессам построена дискретная модель с учетом коэффициента заполненности ячеек. Приведены особенности конструкции моделируемого трехмерного бассейна. Представлены трехмерные модели поэтапного наката нелинейной поверхностной гравитационной волны на береговой склон. Описаны волновые процессы, происходящие при накате и откате нелинейных поверхностных гравитационных волн.
Трехмерная модель наката, обрушающиеся волны, уравнения навье–стокса, метод расщепления, мелководный бассейн, накат и откат поверхностных волн
Короткий адрес: https://sciup.org/14320691
IDR: 14320691 | УДК: 519.63 | DOI: 10.7242/1999-6691/2013.6.4.44
Three dimensional model of the runup of nonlinear surface gravity waves on the shallow water coastal slope
The paper is devoted to three-dimensional numerical modeling of a runup of nonlinear surface gravity waves based on Navier–Stokes equations. The three-dimensional formulation of the problem is considered, and the boundary and initial conditions are described. The decomposition method for physical processes is used to construct a discrete model capable of accounting for the factor of filled cells. Features of a design of the simulated three-dimensional shallow water area are described. Three-dimensional models of the staged runup of surface gravity waves on the coastal slope are presented. The wave processes occurring at the runup and back draft of nonlinear surface gravity waves are described.
Список литературы Трехмерная модель наката нелинейных поверхностных гравитационных волн на берег мелководья
- Watanabe Y., Saeki H. Three-dimensional large eddy simulation of breaking waves//Coast. Eng. J. -1999. -V. 41, N. 3-4. -P. 281-301.
- Lubin P., Vincent S., Abadie S., Caltagirone J.-P. Three-dimensional large eddy simulation of air entrainment under plunging breaking waves//Coast. Eng. -2006. -V. 53, N. 8. -P. 631-655.
- Федотова З.И. Обоснование численного метода для моделирования наката длинных волн на берег//ЖВТ. -2002. -Т. 7, № 5. -С. 58-76.
- Борисова Н.М. О моделировании процесса набегания прерывной волны на наклонный берег//СибЖВМ. -2007. -Т. 10, № 1. -С. 43-60.
- Ковыркина О.А. О численном моделировании течений с прерывными волнами//Вычисл. мех. сплош. сред. -2008. -Т. 1, № 1. -С. 48-56.
- Delis Α.I., Kazolea M., Kampanis N.A. A robust high-resolution finite volume scheme for the simulation of long waves over complex domains//Int. J. Numer. Meth. Fl. -2008. -V. 56, N. 4. -P. 419-452.
- Ting F.C.K., Kirby J.T. Dynamics of surf-zone turbulence in a spilling breaker//Coast. Eng. -1996. -V. 27, N. 3-4. -P. 131-160.
- Kimmoun O., Branger H. A particle image velocimetry investigation on laboratory surf-zone breaking waves over a sloping beach//J. Fluid Mech. -2007. -V. 588. -P. 353-397.
- Аббасов И.Б. Численное моделирование трансформации нелинейных поверхностных гравитационных волн в условиях заливов//Вычисл. мех. сплош. сред. -2012. -Т. 5, № 1. -С. 5-10.
- Аббасов И.Б. Моделирование наката нелинейных поверхностных гравитационных волн на основе уравнений Навье-Стокса//Вычисл. мех. сплош. сред. -2012. -Т. 5, № 3. -С. 322-326.
- Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. -М.: Мир, 1991. -Т. 2. Методы расчета различных течений. -552 с.
- Harlow F.H., Welch J.E. Numerical calculation of time-dependent viscous incompressible flow of fluid with free surface//Phys. Fluids. -1965. -V. 8, N. 12. -P. 2182-2189.
- Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. -Новосибирск: Наука, 1967. -196 с.
- Сухинов А.И., Тимофеева Е.Ф., Чистяков А.Е. Построение и исследование дискретной математической модели расчета прибрежных волновых процессов//Известия ЮФУ. Технические науки. -2011. -Т. 121, № 8. -С. 22-32.
- Аббасов И.Б., Сухинов А.И., Чистяков А.Е. Численное моделирование наката нелинейных поверхностных гравитационных волн на основе уравнения Навье-Стокса//XIV Всероссийская конференция-школа «Современные проблемы математического моделирования» с международным участием: Сб. трудов, Абрау-Дюрсо, 12-17 сентября 2011 г. -Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2011. -С. 10-15.
- Самарский А.А. Введение в численные методы. -М.: Наука, 1987. -288 с.
- Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. -М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. -636 с.
- Программа трехмерного моделирования наката поверхностных волн на мелководье «3DBayWaves»: а.с. № 2012617087 о гос. рег. прогр. для ЭВМ/2012. Аббасов И.Б, Семёнов И.С., Царевский В.В.; заявл. 22.05.2012; опубл. 08.08.2012. -29 с.
- Мамыкина В.А., Хрусталев Ю.П. Береговая зона Азовского моря. -Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1980. -176 с.
- Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Проект «Моря СССР». Т.V. Азовское море/Под ред. Н.П. Гоптарева и др. -СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. -С. 75-88.
- СНиП 33-01-2003 «Гидротехнические сооружения. Основные положения». -М.: Госстрой России, 2004. -62 с. (URL: http://www.complexdoc.ru/ntdpdf/551514/gidrotekhnicheskie_sooruzheniya_osnovnye_polozheniya.pdf).
- Динамика русловых потоков и литодинамика прибрежной зоны моря/Под ред. В.К. Дебольского. -М.: Наука, 1994. -304 с.
