被推荐为河流、湖泊、河口和海岸水流的二维仿真模拟工具。
1.3 水动力模块原理
1.3.1 控制方程
模型是基于三向不可压缩和Reynolds值均布的Navier-Stokes方程,并服从于Boussinesq假定和静水压力的假定。
二维非恒定浅水方程组为:
¶h¶hu¶hv++=hS (1-1) ¶t¶x¶y
2¶hu¶hu¶huv¶hh¶pa++=fvh-gh--¶t¶x¶y¶xr0¶x
gh2¶rtsxtbx1æ¶sxx¶sxy+--ç+2r0¶xr0r0r0è¶x¶y
¶¶(hTxx)+(hTxy)+husS¶x¶y
2ö÷+ø (1-2) ¶hv¶huv¶hv¶hh¶pa++=-fuh-gh--¶t¶x¶y¶yr0¶y
gh2¶rtsytby1æ¶syx¶syyöç÷+--++ç÷2r0¶yr0r0r0è¶x¶yø
¶(hTxy)+¶(hTyy)+hvsS¶x¶y (1-3)
式中:t为时间;d为静止水深;x, y为笛卡尔坐标系坐标;h为水位;h=h+d为总水深;u, v分别为x, y方向上的速度分量;f是哥氏力系数,f=2wsinj,w为地球自转角速度,j为当地纬度;g为重力加速度;r为水的密度;sxx、sxy、syy分别为辐射应力分量;S为源项;(us,vs)为源项水流流速。 字母上带横杠的是平均值。例如,、为沿水深平均的流速,由以下公式定义:
=òudz,=òvdz (1-4) -d-dhh