【计算浅水动力学有限体积法的应用】谭维炎.pdf

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计算浅水动力学 有限体积法的应用 谭维炎著自1978年迄今我从事计算浅水动力学研究将满20年。当初 抱着一个朦胧的自标就是,应用迅速发展中的计算机技术来模拟 河渠、滩洼、湖池、库塘、跨坝、决堤、河口、浅海等水体的流动。那时 普遍应用每秒不到10万次的1Q一16机,而当今586机的速度已 是其几十倍。但浅水模拟工作的进展并非和计算机速度成正比。对 问题的认识深化一层,模拟成果上一个台阶。回顾这个历程,不但 在前7年中,我阅读了上千篇有关文献(其中也涉及数值天气 预报、海洋动力学模拟等领域),认真作了笔记,从中挑选出一批有 代表性的一、二维算法,通过工程算例进行数值试验研究。的差别,从理论上判别哪些可以和如何移植,并用算例来验证,也 要判别哪些不能移植,从而排除了其中那些基于间断关系(跳跌条 件)的算法,因后者水、气不同。其次,还要从应用的角度说明实际 水气流动模拟问题的差别。这主要表现在对水下地形、水面风力、水底阻力和边界条件的处理。特别是,有一大类高性能气动力学算 法,其基本环节是沿格子间界面的法向求解黎曼问题,但浅水模拟 中却由于计算域内地面高程存在空间分布(气流常可看成平底 的),不能简单套用气流的黎曼解,需采取某种特殊处理,做到既详 细描述地形,又准确计算通量。这些说明,移植并非简单和机械地 套用,尽管所需的基本概念和某些数学关系已经具备。