高精度非线性浅水波模型的构建及其应用

　　求解浅水方程的困难在于对流项的处理。当对流项足够小时，许多数值方案都能给出令人满意的结果，而当对流项起作用时，许多现有的数值方案中会出现明显的数值误差。 因此，对流项的数值模拟是构建浅水波方程的关键。本书构建了高精度的非线性浅水波模型，并将其应用到非线性浅水波的问题研究中。

　　张瑞瑾，女，1975年12月生，辽宁省营口人。工学博士，大连海洋大学副教授，硕士生导师，辽宁省高等学校杰出青年学者。长期从事物理海洋学、海洋环境工程、港工、海岸与近海工程方面的教学和科研工作。主持重量、省部级项目7项，横向课题3项；作为主要参加人，参加省部级项目多项，参加横向课题20余项。具有丰富的数值模拟经验和海洋环境工程的工程经验。以作者或通讯作者撰写科研文章30余篇，其中SCI收录2篇，EI收录6篇。以发明人授权软件著作权3项、授权实用新型5项。

章 求解对流项的高准确和守恒性的数值模型的构建…………………… １
１ #1049008;１ 导言……………………………………………………………………… １
１ #1049008;２ CIP法、CIP－CLS２法和CIP－CLSR１法的回顾…………………… ２
１ #1049008;２ #1049008;１ CIP法…………………………………………………………… ２
１ #1049008;２ #1049008;２ CIP－CLS２法………………………………………………… ５
１ #1049008;２ #1049008;３ CIP－CLSR１法………………………………………………… ７
１ #1049008;２ #1049008;４ 二维解法………………………………………………………… ９
１ #1049008;３ CIP系列方法的验证………………………………………………… １１
１ #1049008;３ #1049008;１ 一维方法的验证……………………………………………… １１
１ #1049008;３ #1049008;２ 二维问题的验证……………………………………………… １３
１ #1049008;４ 本章小结……………………………………………………………… １６
参考文献……………………………………………………………………… １６
第二章 三维潮流数值模型及其应用…………………………………………… １８
２．１ 三维潮流数值模型…………………………………………………… １８
２ #1049008;１ #1049008;１ 基本方程……………………………………………………… １８
２ #1049008;１ #1049008;２ 三维潮流方程的离散与求解………………………………… ２０
２ #1049008;１ #1049008;３ 流程图………………………………………………………… ２６
２ #1049008;２ 数值实验……………………………………………………………… ２７
２ #1049008;２ #1049008;１ 实验模型……………………………………………………… ２７
２ #1049008;２ #1049008;２ 解析解………………………………………………………… ２７
２ #1049008;２．３ 计算参数选取………………………………………………… ２８
２ #1049008;２ #1049008;４ 数值模拟结果………………………………………………… ２８
２．３ 三维潮流数值模型在广岛湾的应用………………………………… ３２
２ #1049008;３ #1049008;１ 模型配置及资料选取………………………………………… ３２
２ #1049008;３ #1049008;２ 数值模拟结果………………………………………………… ３７参考文献……………………………………………………………………… ４４
第三章 泥石流引起的自由表面波数值模型…………………………………… ４５
３ #1049008;１ 导言…………………………………………………………………… ４５
３ #1049008;２ 滑坡与生成表面波的组合计算进展………………………………… ４５
３ #1049008;３ 本研究采用的数值方法……………………………………………… ４６
３ #1049008;３ #1049008;１ 自由表面的运动学条件……………………………………… ４６
３ #1049008;３ #1049008;２ 控制方程……………………………………………………… ４８
３ #1049008;４ 数值计算……………………………………………………………… ５１
３ #1049008;４ #1049008;１ 一维计算……………………………………………………… ５２
３ #1049008;４ #1049008;２ 二维计算……………………………………………………… ５９
３ #1049008;５ 本章小结……………………………………………………………… ６１
参考文献……………………………………………………………………… ６１
第四章 湾口地形改变对海湾海水交换能力影响的数值研究………………… ６３
４ #1049008;１ 衡量海水交换能力的方法…………………………………………… ６３
４ #1049008;１ #1049008;１ 水交换能力的计算方法……………………………………… ６３
４ #1049008;１ #1049008;２ 衡量海水交换能力的方法…………………………………… ６６
４ #1049008;２ 数值实验一：海湾开口率对海水交换能力影响的数值实验………… ６６
４ #1049008;２ #1049008;１ 模型计算范围和控制条件…………………………………… ６７
４ #1049008;２ #1049008;２ 边界条件……………………………………………………… ６９
４ #1049008;２ #1049008;３ 计算结果……………………………………………………… ６９
４ #1049008;２ #1049008;４ 海湾开口率对海水交换能力影响的数值实验……………… ７１
４ #1049008;２ #1049008;５ 结果与分析…………………………………………………… ７３
４ #1049008;３ 数值实验二：封闭型海湾湾口深度改变对海水交换能力影响的
数值实验……………………………………………………………… ７３
４ #1049008;３ #1049008;１ 模型计算范围和控制条件…………………………………… ７４
４ #1049008;３ #1049008;２ 湾口地形的具体设置………………………………………… ７４
４ #1049008;３ #1049008;３ 两种方案下的潮流场分析…………………………………… ７５
４ #1049008;３ #1049008;４ 封闭型海湾湾口深度改变对海水交换能力影响的
数值实验 ……………………………………………………… ７７
４ #1049008;４ 数值实验三：加筑构筑物对海湾水交换能力影响的数值实验……… ８２
４ #1049008;４ #1049008;１ 模型计算范围和边界条件…………………………………… ８２４ #1049008;４ #1049008;２ 边界条件……………………………………………………… ８３
４ #1049008;４ #1049008;３ 潮流场图……………………………………………………… ８３
４ #1049008;４ #1049008;４ 增加构筑物对海湾水交换能力的影响研究实验…………… ８５
参考文献……………………………………………………………………… ８９
第五章 北黄海、渤海海区水动力模型的构建………………………………… ９０
５ #1049008;１ FVCOM 模式简介…………………………………………………… ９０
５ #1049008;１ #1049008;１ 控制方程……………………………………………………… ９０
５ #1049008;１ #1049008;２ 定解条件……………………………………………………… ９１
５ #1049008;２ 模型配置……………………………………………………………… ９２
５ #1049008;２ #1049008;１ 计算区域网格和地形………………………………………… ９２
５ #1049008;２ #1049008;２ 边界条件……………………………………………………… ９３
５ #1049008;２ #1049008;３ 模型参数设置………………………………………………… ９４
５ #1049008;３ 模型验证……………………………………………………………… ９５
５ #1049008;３ #1049008;１ 潮汐验证……………………………………………………… ９５
５ #1049008;３ #1049008;２ 潮流验证……………………………………………………… １０３
５ #1049008;４ 黄渤海潮波性质分析………………………………………………… １０５
５ #1049008;４ #1049008;１ 潮汐同潮图…………………………………………………… １０５
５ #1049008;４ #1049008;２ 潮流同潮图…………………………………………………… １０７
５ #1049008;４ #1049008;３ 潮汐性质分布………………………………………………… １０９
５ #1049008;４ #1049008;４ 潮流性质分布………………………………………………… １１０
５ #1049008;４ #1049008;５ 潮流椭圆……………………………………………………… １１１
５ #1049008;４ #1049008;６ 潮流垂向分布………………………………………………… １１３
５ #1049008;４ #1049008;７ 潮致余流……………………………………………………… １１４
５ #1049008;４ #1049008;８ 无潮点………………………………………………………… １１６
５ #1049008;４ #1049008;９ 圆流点………………………………………………………… １１７
参考文献…………………………………………………………………… １１８
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