C-D无结构网格上的三维自由水面非静水压力流动模型Ⅰ:算法

摘要：

为准确模拟垂向运动尺度较大的水流运动,本文基于压力分裂模式和半隐方法提出了C-D无结构、z坐标网格上的三维非静水压力流动模型的构造方法,并详细论述了模型的求解过程.模型先在忽略动水压强项的隐式部分的条件下求解控制方程,获得比较接近的初始解;再考虑动水压强项的隐式部分并求解一个关于它的三维Poisson方程,因此计算容易收敛.本文模型与传统的C网格上的非静水模型相比,增加了对水平切向动量方程的求解,消除了因C网格的简化处理所带来的精度损失.控制方程用有限体积-有限差分法离散,自由水面用水位函数法处理.对水位η和动水压强g分别采用不同的隐式因子以兼顾各自稳定和精度的要求.压力分裂模式、θ半隐方法和欧拉-拉格朗日方法(ELM)等的联合使用使得本模型具有简单、稳定、高效的特点.

关键词：三维、数学模型、C-D网格、无结构网格、自由流动、非静水

所属期刊栏目：40

分类号：TV131.2(水利工程基础科学)

资助基金：国家"十一五"科技支撑计划项目2006BAB06B02;国家重点基础研究发展计划2007CB714100

在线出版日期：2009-10-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：948-955