(9.2.3A)
9.3 计算模式
9.3.1 依据计算域地形特征、工程方案要求等情况,可采用垂向坐标变换法、流速分解法、分层二维法、过程分裂法、边值模型法、破开算子法、谱方法、解析法等任一计算模式进行计算。
9.3.2 垂向坐标变换法的计算模式可按附录D执行。
条文说明
三维潮流泥沙数值模拟的垂向坐标变换法的计算模式是目前使用最为广泛的一种模式,使用该模式可按附录D执行。在附录D的垂向坐标变换法中采用了潮流运动服从静水压强分布和潮流底沙输沙量可忽略不计的假定。
9.4 计算域的确定及网格剖分
9.4.1 计算域的确定原则应符合本规程第8.4.1条的规定。
9.4.2 根据计算域地形特征、工程方案计算要求等进行垂向分层和平面网格剖分,平面可采用矩形网格或三角形网格,剖分原则应符合本规程第8.4.2条的规定。垂向分层可根据试验要求、水深及工程性质确定,可分5~10层。
9.5 初始条件和边界条件
9.5.1 初始条件可按下列各式确定:
ζ(x,y,t)|t=0=ζ0(x,y) (9.5.1-1) u(x,y,z,t)|t=0=u0(x,y,z) (9.5.1-2) v(x,y,z,t)|t=0=v0(x,y,z) (9.5.1-3) w(x,y,z,t)|t=0=w0(x,y,z) (9.5.1-4) s(x,y,z,t)|t=0=s0(x,y,z) (9.5.1-5)
式中ζ0、u0、v0、w0、s0——分别为ζ、u、v、w、s初始条件下的已知值。 9.5.2 固边界的边界条件可按下列方法确定: (1)法向流速为零:
??V?n?0 (9.5.2-1)
(2)法向泥沙通量为零:
?s??0?n (9.5.2-2)
9.5.3 水边界的边界条件可按下列方法确定:
(1)潮流运动用已知潮位或分层流速(分量)过程控制:
ζ(x,y,t)|Γ=ζ*(x,y,t) (9.5.3-1)
45
或
*??u?x,y,z,t?|??u?x,y,z,t??*??v?x,y,z,t?|??v?x,y,z,t? (9.5.3-2)
(2)分层含沙量按入流、出流两种情况控制:
①入流时:
s(x,y,t)|Γ=s*(x,y,z,t) (9.5.3-3)
②出流时:
?s?s?un??0?t?n (9.5.3-4)
式中Γ——水边界;
ζ——相对于某一基面(一般指坐标系原点所在基面)的潮位; ζ*——ζ的已知值; u*、v*——u、v的已知值; s*——s的已知值; un——边界法向流速。
9.5.4 水面边界条件可按下列各式确定:
?u?0?z (9.5.4-1) ?v?0?z (9.5.4-2) ??????w??u?v?t?x?y (9.5.4-3)
?s?0?z (9.5.4-4)
9.5.5 床面边界条件可按下列各式确定:
??u?x?z?Nz (9.5.5-1)
?fs?Dz?y?v??z?Nz (9.5.5-2)
?h?hw??u?v?x?y (9.5.5-3)
?????