潜礁上孤立波传播的数值模拟

• 作者: 刘忠波 唐军 尹继伟 房克照 邹志利
• 来源期刊: 哈尔滨工程大学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: Boussinesq 水波方程 孤立波 有限体积 有限差分 潜礁
• 年，卷（期）: 2014,（3）
• 页码范围: 295-300
• 页数: 6页
• 分类号: O35
• 字数: 4010字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-7043.201212107

摘要

为模拟孤立波在潜礁地形上的传播，建立了基于高阶Boussinesq水波方程的波浪传播数学模型。控制方程采用有限差分方法和有限体积方法混合求解。方程中的对流项用有限体积方法离散，结合HLL黎曼解和二阶TVD-WAF格式求解界面通量，控制单元边界左右变量采用四阶状态插值方法（ MUSCL）构筑。方程中其余项则利用传统差分格式近似。通过引入考虑干湿边界的修正黎曼解和波浪破碎指标，实现了对海岸动边界和波浪破碎的处理。应用解析解验证模型并进一步模拟了孤立波在潜礁地形上传播变形，结果表明所建立模型较基于有限差分方法的模型具有巨大优势，适用于潜礁环境下波浪的数值模拟研究，同时也为求解其他类Boussinesq方程提供了参考。