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EFDC水动力经典验证之一_风生流

(2013-03-12 14:36:46)
标签:

风生流

efdc

解析解

验证

水动力

分类: 河流海岸数值模拟
试着做一些非常简单的解析解验证。模拟风生流的垂向流速分布是非常好的一个例子。
1.研究区域

初始均匀水深,水深10米,风速10/秒,风向为恒定东向,网格数目30*30,空间步长为80*40,其余边界条件不设定,因此这是一个四边封闭的区域。

http://s9/mw690/a16eb958td7b49bf7ff78&690
2.参数设置

模拟时间为两天,时间步长设置为5s,每一个小时输出一次数据。

http://s2/mw690/a16eb958gd7b4ad987551&690

均匀分层,一共分为20层,选用网格点(14,16)的结果在屏幕显示,没有开启干湿判断。计算模式中其余模块均未开启,数值计算方法采用两层时间步的方法。

3.边界条件设置

边界条件中,只设定了风的时间序列文件,其余的边界条件均未设置。因此这是一个四周封闭的区域。风速恒为10m/s,风向为正东向。

4.水动力参数设置

水平方向涡粘系数背景值0.0005,无量纲动量扩散系数0.0025,垂向涡粘系数背景值0.05,无量纲动量扩散系数1e-09。

解析解如下。其中:Tw为风应力,该算例中大小0.174825,z为水深,H为总水深,该算例中为10 m,(epsilon)_v为垂向涡粘系数,该算例中取值0.05,rau为水体密度,取值1000.

http://s13/mw690/a16eb958td7b4cc75713c&690
5.结果验证

总体结果吻合很好,如下图所示。其中,x轴为流速,正向为风向,负向恰好相反。y方向为水深。

http://s13/mw690/a16eb958td7b52817a3bc&690

主要参考文献:孙健,海湾、近岸海域水交换研究的关联矩阵方法及应用[D],2007.


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