Esquema Conservador Escalonado para Flujos de Agua Poco Profundos en 2 Dimensiones
Autores: Erwina, Novry; Adytia, Didit; Pudjaprasetya, Sri Redjeki; Nuryaman, Toni
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Esquema Conservador Escalonado para Flujos de Agua Poco Profundos en 2 Dimensiones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Simulación
Propagación de ondas
Ascenso
Modelo numérico
áreas someras
Conservación del momento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La simulación de fenómenos discontinuos como las ondas de choque y la ruptura de olas durante la propagación y el ascenso de olas ha sido una tarea desafiante para los modeladores de olas. Esto requiere una implementación numérica robusta, precisa y eficiente. En este artículo, proponemos un modelo numérico bidimensional para simular la propagación de olas y el ascenso en áreas poco profundas. Implementamos numéricamente las Ecuaciones de Agua Poco Profunda (SWE) en una malla escalonada aplicando la aproximación de conservación del momento en los términos de advección. El modelo numérico se llama MCS-2d. Para las simulaciones de fenómenos de mojado-seco y el ascenso de olas, se utiliza un método llamado capa delgada, que es esencialmente un cálculo del momento desactivado en áreas secas, es decir, ubicaciones donde el grosor del agua es menor que el valor umbral especificado. La eficiencia y robustez del esquema se demuestran mediante simulaciones de varias pruebas de flujo poco profundo de referencia, incluidas aquellas con batimetría compleja y ascenso de olas. La precisión del esquema en el cálculo de la línea de costa móvil fue validada utilizando las soluciones analíticas de Thacker 1981, la onda N de Carrier et al., 2003, y la ola solitaria en una bahía inclinada de Zelt 1986. Se realizó un benchmarking de laboratorio mediante la simulación de un ascenso de ola solitaria en una isla cónica, así como una simulación del caso del Valle de Monai. Aquí, se utiliza el método de afluencia incrustada para generar un aflujo de ola apropiado para estas simulaciones. Los resultados de la simulación se compararon favorablemente con los datos analíticos y experimentales. Se alcanzó un buen acuerdo en lo que respecta a las señales de las olas y el cálculo de la línea de costa móvil. Estas observaciones sugieren que el método MCS es apropiado para simulaciones de flujo de agua poco profunda variable.
Descripción
La simulación de fenómenos discontinuos como las ondas de choque y la ruptura de olas durante la propagación y el ascenso de olas ha sido una tarea desafiante para los modeladores de olas. Esto requiere una implementación numérica robusta, precisa y eficiente. En este artículo, proponemos un modelo numérico bidimensional para simular la propagación de olas y el ascenso en áreas poco profundas. Implementamos numéricamente las Ecuaciones de Agua Poco Profunda (SWE) en una malla escalonada aplicando la aproximación de conservación del momento en los términos de advección. El modelo numérico se llama MCS-2d. Para las simulaciones de fenómenos de mojado-seco y el ascenso de olas, se utiliza un método llamado capa delgada, que es esencialmente un cálculo del momento desactivado en áreas secas, es decir, ubicaciones donde el grosor del agua es menor que el valor umbral especificado. La eficiencia y robustez del esquema se demuestran mediante simulaciones de varias pruebas de flujo poco profundo de referencia, incluidas aquellas con batimetría compleja y ascenso de olas. La precisión del esquema en el cálculo de la línea de costa móvil fue validada utilizando las soluciones analíticas de Thacker 1981, la onda N de Carrier et al., 2003, y la ola solitaria en una bahía inclinada de Zelt 1986. Se realizó un benchmarking de laboratorio mediante la simulación de un ascenso de ola solitaria en una isla cónica, así como una simulación del caso del Valle de Monai. Aquí, se utiliza el método de afluencia incrustada para generar un aflujo de ola apropiado para estas simulaciones. Los resultados de la simulación se compararon favorablemente con los datos analíticos y experimentales. Se alcanzó un buen acuerdo en lo que respecta a las señales de las olas y el cálculo de la línea de costa móvil. Estas observaciones sugieren que el método MCS es apropiado para simulaciones de flujo de agua poco profunda variable.