CAJ | 학술논문

综合考虑欧拉坐标下有限差分法(FDM)在海冰动力学计算中的效率,以及拉格朗日坐标下光滑质点流体动力学方法(SPH)对海冰流变行为的精确模拟,本文发展了一种海冰动力学的混合拉格朗日-欧拉(HLE)数值方法.该方法首先在拉格朗日坐标下将海冰离散为若干个具有厚度、密集度的海冰质点,并由这些海冰质点通过Gauss函数对欧拉网格上的海冰参量进行积分插值;然后,在欧拉坐标下对海冰动量方程进行差分计算以确定各网格节点的海冰速度,并由此采用Gauss函数积分插值出拉格朗日坐标下各海冰质点的速度分布;最后,通过对海冰质点运动和分布的计算,确定出各海冰质点的位置、厚度和密集度等参量.采用该HLE方法对规则区域内的海冰堆积过程和涡动风场作用下的海冰动力演化趋势进行了数值试验;最后,采用该HLE方法对渤海海冰的动力过程进行了72 h数值模拟,其计算结果与卫星遥感图像和现场观测资料吻合较好.以上计算结果均表明该HLE方法在海冰动力学数值模拟中具有较高的计算效率和模拟精度,可用于海冰动力过程的数值模拟.
종합고필구랍좌표하유한차분법(FDM)재해빙동역학계산중적효솔,이급랍격랑일좌표하광활질점류체동역학방법(SPH)대해빙류변행위적정학모의,본문발전료일충해빙동역학적혼합랍격랑일-구랍(HLE)수치방법.해방법수선재랍격랑일좌표하장해빙리산위약간개구유후도、밀집도적해빙질점,병유저사해빙질점통과Gauss함수대구랍망격상적해빙삼량진행적분삽치;연후,재구랍좌표하대해빙동량방정진행차분계산이학정각망격절점적해빙속도,병유차채용Gauss함수적분삽치출랍격랑일좌표하각해빙질점적속도분포;최후,통과대해빙질점운동화분포적계산,학정출각해빙질점적위치、후도화밀집도등삼량.채용해HLE방법대규칙구역내적해빙퇴적과정화와동풍장작용하적해빙동력연화추세진행료수치시험;최후,채용해HLE방법대발해해빙적동력과정진행료72 h수치모의,기계산결과여위성요감도상화현장관측자료문합교호.이상계산결과균표명해HLE방법재해빙동역학수치모의중구유교고적계산효솔화모의정도,가용우해빙동력과정적수치모의.