海啸波作用下泥沙运动——Ⅲ. 数学模型的建立与验证

蒋昌波; 陈杰; 程永舟; 邓斌; 隆院男

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海啸波作用下泥沙运动——Ⅲ. 数学模型的建立与验证

蒋昌波, 陈杰, 程永舟, 邓斌, 隆院男

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蒋昌波, 陈杰, 程永舟, 邓斌, 隆院男. 海啸波作用下泥沙运动——Ⅲ. 数学模型的建立与验证[J]. 水科学进展, 2013, 24(1): 88-94.

引用本文:

蒋昌波, 陈杰, 程永舟, 邓斌, 隆院男. 海啸波作用下泥沙运动——Ⅲ. 数学模型的建立与验证[J]. 水科学进展, 2013, 24(1): 88-94.

JIANG Changbo, CHEN Jie, CHENG Yongzhou, DENG Bin, LONG Yuannan. Study of sediment transport by tsunami waves: III: Numerical model development and verification[J]. Advances in Water Science, 2013, 24(1): 88-94.

Citation:

JIANG Changbo, CHEN Jie, CHENG Yongzhou, DENG Bin, LONG Yuannan. Study of sediment transport by tsunami waves: III: Numerical model development and verification[J]. Advances in Water Science, 2013, 24(1): 88-94.

海啸波作用下泥沙运动——Ⅲ. 数学模型的建立与验证

蒋昌波^1,2,
陈杰^1,2,
程永舟^1,2,
邓斌^1,2,
隆院男^1,2

1.
长沙理工大学水利工程学院, 湖南长沙 410004;
2.
湖南省水沙科学与水灾害防治重点实验室, 湖南长沙 410004

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51239001;51179015)

详细信息

作者简介:
蒋昌波(1970-),男,陕西石泉人,教授,博士生导师,主要从事河流、海岸动力过程及其模拟技术研究。E-mail:jcb36@vip.163.com

中图分类号: TV142

Study of sediment transport by tsunami waves: III: Numerical model development and verification

1.
School of Hydraulic Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410004, China;
2.
Hunan Province Key Laboratory of Water, Sediment Sciences & Flood Hazard Prevention, Changsha 410004, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51239001;No.51179015).

摘要: 基于Boussinesq方程耦合泥沙运动和地形演变模型,建立海啸作用下泥沙运动数学模型。地形演变模型采用WENO差分格式,并将WENO差分格式与Lax-Wendroff格式和FTBS格式进行对比分析。运用Synolakis、Kobayashi和Young的实验数据分别对水动力模块和地形演变模块进行验证,数值模拟结果与实验数据吻合良好,模型能够很好地模拟海啸波的传播、破碎、上爬、回落过程以及岸滩的冲淤变化过程,该数学模型能够运用到海啸作用下的岸滩演变研究和预测中。
- 海啸 /
- 泥沙运动 /
- 岸滩演变 /
- 数学模型 /
- WENO格式
Abstract: A tsunami can mobilize a substantial amount of coastal sediments and change the coastal morphology considerably. A comprehensive numerical model is developed with the capability of modeling tsunami waves, including the effect of sediment transport and morphological changes. The numerical model includes a set of fully nonlinear and weekly dispersive Boussinesq equations and the sediment transport and morphological evolution modules. The weighted essentially non-oscillatory scheme (WENO) is used for the spatial discretization of morphological bed level equations. The Lax-Wendroff scheme and forward time backward space (FTBS) scheme are compared with WENO. The numerical model is validated using the available laboratory experimental data such as Synolakis, Kobayashi and Young. The result shows that the numerical model is capable of resolving the solitary wave propagate, breaking, run-up, rundown and scouring processes on the beach. The numerical model could be useful for the study of sediment transport under tsunami waves.
- tsunami /
- sediment transport /
- beach profile evolution /
- numerical model /
- weighted essentially non-oscillatory scheme

[1]	龚政, 耿亮, 吕亭豫, 周曾, 严佳伟, 张长宽. 开敞式潮滩-潮沟系统发育演变动力机制——Ⅱ.潮汐作用 . 水科学进展, 2017, 28(2): 231-239. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.008
[2]	陈杰, 管喆, 蒋昌波. 海啸波作用下泥沙运动——Ⅴ.红树林影响下的岸滩变化 . 水科学进展, 2016, 27(2): 206-213. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.005
[3]	王靖宇, 方红卫, 黄磊, 陈益山, 何国建. 重金属随泥沙迁移过程的数学模型 . 水科学进展, 2014, 25(2): 225-232.
[4]	陈杰, 蒋昌波, 隆院男, 邓斌, 伍志元, 刘静. 海啸波作用下泥沙运动——Ⅳ.建筑物局部冲刷 . 水科学进展, 2013, 24(6): 830-835.
[5]	陈杰, 蒋昌波, 邓斌, 隆院男. 海啸波作用下岸滩演变与床沙组成变化研究综述 . 水科学进展, 2013, 24(5): 750-758.
[6]	张弛, 郑金海, 王义刚. 波浪作用下沙坝剖面形成过程的数值模拟 . 水科学进展, 2012, 23(1): 104-109. doi: CNKI:32.1309.P.20120104.2012.010
[7]	蒋昌波, 陈杰, 程永舟, 隆院男, 邓斌. 海啸波作用下泥沙运动——Ⅰ.岸滩剖面变化分析 . 水科学进展, 2012, 23(5): 665-672. doi: CNKI: 32.1309.P.20120824.1606.007
[8]	张大伟, 程晓陶, 黄金池, 何晓燕. 基于Godunov格式的溃坝水流数学模型 . 水科学进展, 2010, 21(2): 167-172.
[9]	陆永军, 左利钦, 季荣耀, 毛继新. 水沙调节后三峡工程变动回水区泥沙冲淤变化 . 水科学进展, 2009, 20(3): 318-324.
[10]	解以扬, 李大鸣, 李培彦, 沈树勤, 殷剑敏, 韩素芹, 曾明剑, 辜晓青. 城市暴雨内涝数学模型的研究与应用 . 水科学进展, 2005, 16(3): 384-390.
[11]	陈前海, 方红卫, 王光谦. 三门峡库区一维非恒定非均匀泥沙输移数学模型 . 水科学进展, 2004, 15(2): 160-164.
[12]	刘青泉, 周济福, 舒安平. 床面附近泥沙运动的分析 . 水科学进展, 2003, 14(5): 569-575.
[13]	张红武. 河工动床模型相似律研究进展 . 水科学进展, 2001, 12(2): 256-263.
[14]	刘学, 王兴奎, 王光谦. 基于GIS与数学模型集成的泥沙过程可视化分析系统 . 水科学进展, 2000, 11(3): 235-240.
[15]	黄岁樑, Onyx W. H. Wai. 泥沙运动引起的环境问题及环境泥沙学 . 水科学进展, 1998, 9(4): 313-318.
[16]	黄岁(木梁), Onyx W. H. Wai. 水环境污染物迁移转化研究与泥沙运动 . 水科学进展, 1998, 9(3): 205-211.
[17]	王士强. 黄河泥沙冲淤数学模型研究 . 水科学进展, 1996, 7(3): 193-199.
[18]	陈界仁, 陈国祥. 黄河河口段一维水流泥沙数学模型 . 水科学进展, 1995, 6(4): 297-303.
[19]	胡春宏, 韩其为. 孟加拉国布河河道泥沙数学模型计算中几个问题的探讨 . 水科学进展, 1993, 4(3): 229-236.
[20]	薛禹群, 谢春红, 吴吉春. 含水层中海水入侵的数学模型 . 水科学进展, 1992, 3(2): 81-88.

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海啸波作用下泥沙运动——Ⅲ. 数学模型的建立与验证

1. 长沙理工大学水利工程学院, 湖南长沙 410004;

2. 湖南省水沙科学与水灾害防治重点实验室, 湖南长沙 410004

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51239001;51179015)

作者简介:
蒋昌波(1970-),男,陕西石泉人,教授,博士生导师,主要从事河流、海岸动力过程及其模拟技术研究。E-mail:jcb36@vip.163.com

收稿日期: 2011-12-28
刊出日期: 2013-01-25

中图分类号: TV142

关键词:

海啸 /

摘要: 基于Boussinesq方程耦合泥沙运动和地形演变模型,建立海啸作用下泥沙运动数学模型。地形演变模型采用WENO差分格式,并将WENO差分格式与Lax-Wendroff格式和FTBS格式进行对比分析。运用Synolakis、Kobayashi和Young的实验数据分别对水动力模块和地形演变模块进行验证,数值模拟结果与实验数据吻合良好,模型能够很好地模拟海啸波的传播、破碎、上爬、回落过程以及岸滩的冲淤变化过程,该数学模型能够运用到海啸作用下的岸滩演变研究和预测中。

English Abstract

Study of sediment transport by tsunami waves: III: Numerical model development and verification

1. School of Hydraulic Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410004, China;

2. Hunan Province Key Laboratory of Water, Sediment Sciences & Flood Hazard Prevention, Changsha 410004, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51239001;No.51179015).

Received Date: 2011-12-28
Publish Date: 2013-01-25

Keywords:

tsunami /
sediment transport /
beach profile evolution /
numerical model /
weighted essentially non-oscillatory scheme

Abstract: A tsunami can mobilize a substantial amount of coastal sediments and change the coastal morphology considerably. A comprehensive numerical model is developed with the capability of modeling tsunami waves, including the effect of sediment transport and morphological changes. The numerical model includes a set of fully nonlinear and weekly dispersive Boussinesq equations and the sediment transport and morphological evolution modules. The weighted essentially non-oscillatory scheme (WENO) is used for the spatial discretization of morphological bed level equations. The Lax-Wendroff scheme and forward time backward space (FTBS) scheme are compared with WENO. The numerical model is validated using the available laboratory experimental data such as Synolakis, Kobayashi and Young. The result shows that the numerical model is capable of resolving the solitary wave propagate, breaking, run-up, rundown and scouring processes on the beach. The numerical model could be useful for the study of sediment transport under tsunami waves.

蒋昌波, 陈杰, 程永舟, 邓斌, 隆院男. 海啸波作用下泥沙运动——Ⅲ. 数学模型的建立与验证[J]. 水科学进展, 2013, 24(1): 88-94.

引用本文:

蒋昌波, 陈杰, 程永舟, 邓斌, 隆院男. 海啸波作用下泥沙运动——Ⅲ. 数学模型的建立与验证[J]. 水科学进展, 2013, 24(1): 88-94.

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海啸波作用下泥沙运动——Ⅲ. 数学模型的建立与验证

作者简介: 蒋昌波(1970-),男,陕西石泉人,教授,博士生导师,主要从事河流、海岸动力过程及其模拟技术研究。E-mail:jcb36@vip.163.com

Study of sediment transport by tsunami waves: III: Numerical model development and verification

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出版历程

海啸波作用下泥沙运动——Ⅲ. 数学模型的建立与验证

1. 长沙理工大学水利工程学院, 湖南长沙 410004; 2. 湖南省水沙科学与水灾害防治重点实验室, 湖南长沙 410004

作者简介: 蒋昌波(1970-),男,陕西石泉人,教授,博士生导师,主要从事河流、海岸动力过程及其模拟技术研究。E-mail:jcb36@vip.163.com

English Abstract

Study of sediment transport by tsunami waves: III: Numerical model development and verification

1. School of Hydraulic Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410004, China; 2. Hunan Province Key Laboratory of Water, Sediment Sciences & Flood Hazard Prevention, Changsha 410004, China

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作者简介:
蒋昌波(1970-),男,陕西石泉人,教授,博士生导师,主要从事河流、海岸动力过程及其模拟技术研究。E-mail:jcb36@vip.163.com

1. 长沙理工大学水利工程学院, 湖南长沙 410004;

2. 湖南省水沙科学与水灾害防治重点实验室, 湖南长沙 410004

作者简介:
蒋昌波(1970-),男,陕西石泉人,教授,博士生导师,主要从事河流、海岸动力过程及其模拟技术研究。E-mail:jcb36@vip.163.com

1. School of Hydraulic Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410004, China;

2. Hunan Province Key Laboratory of Water, Sediment Sciences & Flood Hazard Prevention, Changsha 410004, China