资源描述：
《水波传播的无网格数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第41卷第9期上海交通大学学报Vol.41No.92007年9月JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYSep.2007文章编号:10062467(2007)09153305水波传播的无网格数值模拟肖龙飞,杨建民,于洋(上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200030)摘要:在水波传播的数值模拟中采用了一种基于配点和径向基函数的无网格方法.采用Laplace方程的基本解作为径向基函数,将源点布置在模拟波浪场之外,沿边界布置配点而不是划分网格,从而自动满足控制方程,且不存在奇点,不需要求解积分
2、方程.数值造波采用给定入射波面和速度势的方法,数值消波综合采用阻尼层消波和Sommerfeld辐射条件,非线性自由面的演化追踪采用二阶Taylor级数展开式.对线性规则波和非线性三阶Stokes波的模拟显示,数值结果与理论解吻合良好.表明无网格方法不但形式简单、计算速度快,而且稳定性和准确性令人满意,有望成为水波模拟问题的一种有效的数值方法.关键词:水波;无网格方法;数值模拟;配点中图分类号:O353.2文献标识码:ATheNumericalSimulationonWaterWavePropagationbyMeshlessMethodXIAO
3、Longfei,YANGJianmin,YUYang(StateKeyLab.ofOceanEng.,ShanghaiJiaotongUniv.,Shanghai200030,China)Abstract:Themeshlessmethodwasintroducedtosimulatethepropagationof2Dwaterwaves.UsingthefundamentalsolutionoftheLaplaceequationastheradialbasisfunctionsandlocatingthesourcepointsouts
4、idethecomputationaldomain,theproblemofwaterwavepropagationissolvedbycollocationofonlyafewboundarypoints.Inordertoimprovethestabilityofnumericalsimulation,theincidentwaveelevationandvelocitypotentialareappliedtothewavegeneration.Aspongelayerforwavedampingabsorbercombinedwiththe
5、Sommerfeldradiationisusedtotheopenboundary.Thenonlinearfreesurfaceboundaryconditionsareusedfordeterminingthetimesteppingintegrationofwaveelevation.ThepresentmodelwasappliedtosimulatethepropagationoflinearmonochromaticwavesandnonlinearStokeswaves.Itisshownthatthemeshlessmethodwi
6、thnoneedofsingularnumericalintegrationsiseasiertoimplementandcomputationaltimecanbeeconomized.Furthermore,goodagreementsareobservedascomparedwiththeoreticalsolution.Keywords:waterwave;meshlessmethod;numericalsimulation;collocation波浪的数值模拟是水波动力学的重要研究内方法:有限差分法、有限元法、边界元法、有限体积[1
7、,2]容.所采用的数值方法,涵盖了几乎所有常用的计算法.其中,边界元法因其计算量较小、精度较高、收稿日期:20060915基金项目:国家自然科学基金资助项目(50509015)作者简介:肖龙飞(1973),男,湖北阳新人,副教授,在职博士生,现从事浮式海洋工程结构物的水动力性能研究,电话(Tel.):02162932025;Email:xiaolf@sjtu.edu.cn.1534上海交通大学学报第41卷对复杂形状边界的适应性较强,而被广为采用.边界+c=0,在s(4)tn元法需要在边界上划分网格,求解边界
8、积分方程,因!!此需要进行沿边界的积分计算,以形成系数矩阵.这=+,在f(5)ztx
