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适用于河口地区复杂波浪、潮流及结构物相互作用的无网格SPH模拟方法研究
结题报告
批准号:
51979097
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
刘鑫
依托单位:
学科分类:
海岸工程与海洋工程
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘鑫
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中文摘要
河口地区同时存在的波流相互作用及其与对建筑和海工装备的影响是海岸工程的重点与难点问题之一。光滑粒子水动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH)是一种纯拉格朗日无网格法,特别适合于波流耦合问题模拟,尤其是极端波浪条件下的波流与运动结构物耦合,但相关研究极少。本研究基于上述特点,建立了一套能够模拟河口波流与运动结构物耦合问题的ISPH模型。从SPH基本离散格式出发提出并测试“二次插值更新”算法避免散度修正误差,并采用高阶时间精度格式实现高精度求解,为高精度波流耦合模拟提供算法基础保障;提出“跟随边界”的概念精确描述进出流粒子边界实现SPH明渠模拟,结合源项造波算法建立完整的ISPH数值波流水槽;结合波流与运动结构物的模型实验验证,最终实现极端波浪条件下波流与运动结构物的耦合模拟研究,为河口地区波流耦合问题提供了新的研究工具,也拓展了SPH算法的应用。
英文摘要
The coupling between the wave, tidal current and structures or marine equipment is an important problem in estuarine area. The Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) is a Lagrange based, meshless numerical method, which is a potential algorithm for wave-current interaction simulation, especially for that in extreme wave conditions and wave-structure coupling problems. However, the relevant research is still rare. As such, in this study, a new Incompressible SPH (ISPH) model is created to simulate the wave-current-moving structure coupling problems. In the model, a "secondary interpolation updating" algorithm is improved and added to increase the divergence correction accuracy; The Higher order accuracy scheme of time is employed in the time integration; A new "following particles boundary" model is presented for inflow and outflow description in open channel flow simulation. The wave-current interaction simulation is achieved by the integration of open channel flow model and source term wave maker model. A flume experiment is carried out for the verification and the model is later applied into the complex coupling between wave, current and moving structure under strong nonlinear and extreme wave conditions.
期刊论文列表
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专利列表
DOI:10.1016/j.oceaneng.2021.108768
发表时间:2021-03
期刊:Ocean Engineering
影响因子:5
作者:Dongming Liu;P. Lin;Mi-An Xue;Lin Cheng;J. Lian
通讯作者:Dongming Liu;P. Lin;Mi-An Xue;Lin Cheng;J. Lian
DOI:--
发表时间:2020
期刊:International Journal of Offshore and Polar Engineering
影响因子:--
作者:Lin Cheng;Jinhai Zheng;Hanbin Gu;Xiwu Gong;Dandan Chen
通讯作者:Dandan Chen
DOI:10.2112/jcoastres-d-22-00032.1
发表时间:2023-07
期刊:Journal of Coastal Research
影响因子:--
作者:Liling Yang;Chengcheng Wang;Songda Zhang;Hanbin Gu;K. Thiruvenkataswamy;Lin Cheng;P. Lin
通讯作者:Liling Yang;Chengcheng Wang;Songda Zhang;Hanbin Gu;K. Thiruvenkataswamy;Lin Cheng;P. Lin
DOI:--
发表时间:2023
期刊:中国水运
影响因子:--
作者:朱瑞虎;郑金海;张继生;严士常;张冠卿
通讯作者:张冠卿
DOI:--
发表时间:2021
期刊:人民黄河
影响因子:--
作者:李敏;张冠卿;张会文;张淑雲;杨帆
通讯作者:杨帆
非理想数据条件下非线性状态空间系统辨识方法研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    刘鑫
  • 依托单位:
新型SPH造波算法及其在波浪与浮式结构物耦合模拟中的应用研究
  • 批准号:
    51609076
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    刘鑫
  • 依托单位:
基于光学、Micro-CT双模态融合方法的气泡混合轻质土损伤机理研究
  • 批准号:
    51609071
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    刘鑫
  • 依托单位:
国内基金
海外基金