基于SPH方法的波浪与沙滩相互作用数值模拟研究

【作者】 倪兴也； 黄世昌； 冯卫兵；

【机构】 河海大学； 浙江省水利河口研究院；

【摘要】 波浪在沙滩上的翻卷、破碎和爬高过程涉及复杂的水沙相互作用,传统的泥沙冲淤数值模型并不适合用来处理这种强非线性的物理过程。本文基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法,通过粒子泥沙浓度判断粒子对应的物质属性,采用不同的本构模型分别描述挟沙水体、近底层高浓度底沙和海床,充分考虑强非线性水动力条件下泥沙的起动、对流、扩散、沉降和落淤,以及底床沉积物的屈服和流变运动,建立了一套新型的水沙耦合模型。本文模拟了极端波浪与沙滩的相互作用过程,研究了非线性波浪的翻卷、反弹和爬高过程对滩面泥沙起动和输运的影响机制,揭示了沙滩上的水沙运动时空分布特征。更多还原