二维孤立波数值造波研究开题报告

 2021-12-26 13:46:27

全文总字数:4455字

1. 研究目的与意义(文献综述)

地震与海啸等自然灾害的发生严重威胁人们生命财产的安全。1998年7月17日,位于南太平洋岛国巴布亚新几内亚发生了海啸,1000多人直接死亡、2000多人失踪,多达6000多人无家可归。2001年6月,秘鲁南部发生触发海啸,七十余人人死亡,经济损失极其惨重。2011年3月11日,日本东部发生9.0级地震并触发海啸,超过1.5万人死亡,3000余人失踪,此事件致使日本福岛第一核电站泄漏了部分辐射物质,对周边的环境等造成了严重的危害。由此可见,地震与海啸等自然灾害对人们的危害是十分巨大的,如果可以掌握一定相关的规律,就可以提前预防或者降低此类自然灾害所造成的损失。

因为孤立波和海啸的特性相似,所以孤立波常用来描述海啸引起的巨浪以及波长较长的表面波的某些特性。故研究孤立波在近岸浅水域中的传播机理和特性是预防灾难、减少损失的一个重要方法。

自从1844年罗素在实验室中发现孤立波以来,人们对对孤立波进行大量研究,其中在实验室中通过人工方式产生孤立波是研究海啸传播特性的一个重要方法。早期关于孤立波的实验室模拟方法主要是活塞型造波法,肖波1根据造波机推板的运动条件,提出了产生孤立波的控制信号。左其华等2利用 syno- lakis3的波面计算公式,生成了比较合适的孤立波波面,并将实验结果与 goring4-7方法生成的波面结果进行对比,发现结果符合很好。 abadie 等8通过突然松开原置于水面上的适当大小与重量的物体模拟海啸波的产生。briggs 等9研究了孤立波在环行小岛的传播过程,penchev10-13研究小组建立了有限水深条件下极限孤立波实验室造波系统,生成了二维极限孤立波。

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2. 研究的基本内容与方案

2.研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

本文拟基于star ccm 平台采用“水体瞬间坍塌”的方法进行二维孤立波数值造波实验,具体实验内容,目标和方案如下:

2.1基本内容

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3. 研究计划与安排

时间段

时间长度

内容

要求

第1-3周

3周

提交开题报告

阅读文献对自己的题目进行发初步分析

第4-5周

2周

熟悉相关软件操作,完成几何建模及网格划分

熟悉软件操作,了解网格划分、边界条件设置

第6-7

2周

模型验证及计算结果讨论

完成数值模型验证

第8-10周

3周

进行不同水柱高度、不同水深情况二维孤立波的传播过程数值模拟

了解孤立波数值计算的原理及计算步骤,完成不同工况的数值计算

第11-13周

3周

进行计算结果后处理

掌握软件后处理,了解水柱高度、水深对孤立波的影响

第14-15周

2周

撰写毕业论文,准备答辩

提交毕业论文

4. 参考文献(12篇以上)

[1] 肖波. 孤立波的实验室产生及其理论的有效性[j].港口工程,1991( 2) : 19-24.

[2] 左其华,杨正己. 试验室波浪模拟的若干问题[j].水利水运科学研究,1993( 1):33-43.

[3] synolakis c e. generation of long waves in lab[j].j.waterway,port,coastal,ocean eng. ,

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