[發(fā)明專利]波浪與防波堤相互作用的預(yù)報(bào)方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811057087.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN109408863B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡湛;李裕龍;任磊;蘇敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/13
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 劉艷麗

1.一種波浪與防波堤相互作用的預(yù)報(bào)方法，其特征在于，包括：

通過將VOF函數(shù)對(duì)應(yīng)的相界面以及Levelset函數(shù)對(duì)應(yīng)的相界面進(jìn)行耦合，得到耦合后的流體界面運(yùn)動(dòng)方程，并計(jì)算界面運(yùn)動(dòng)；所述VOF函數(shù)用于表征計(jì)算單元中波浪占據(jù)單元空間的體積分?jǐn)?shù)；其中，所述流體界面運(yùn)動(dòng)方程包括用VOF方法獲取液體函數(shù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程以及用Level Set方法獲取水平集函數(shù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程；

基于浸入邊界法，根據(jù)防波堤的物理參數(shù)為所述流體界面運(yùn)動(dòng)方程加上體積力項(xiàng)，采用笛卡爾網(wǎng)絡(luò)得到慮及防波堤作用的流體運(yùn)動(dòng)方程；

根據(jù)波浪的能量，以及所述慮及防波堤作用的流體運(yùn)動(dòng)方程，對(duì)波浪與防波堤之間的相互作用進(jìn)行預(yù)報(bào)；其中，所述波浪用于表征通過調(diào)整波浪的高度形成的具有不同能量的波浪。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪與防波堤相互作用的預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述通過將VOF函數(shù)對(duì)應(yīng)的相界面以及Levelset函數(shù)對(duì)應(yīng)的相界面進(jìn)行耦合，得到耦合后的流體界面運(yùn)動(dòng)方程，包括：

通過并行計(jì)算單元相界面，將VOF函數(shù)對(duì)應(yīng)的相界面以及Levelset函數(shù)對(duì)應(yīng)的相界面進(jìn)行耦合，得到重構(gòu)界面；

根據(jù)所述重構(gòu)界面獲取耦合后的流體界面運(yùn)動(dòng)方程。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪與防波堤相互作用的預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述根據(jù)防波堤的物理參數(shù)為所述流體界面運(yùn)動(dòng)方程加上體積力項(xiàng)，得到慮及防波堤作用的流體運(yùn)動(dòng)方程，包括：

獲取防波堤的幾何形狀，構(gòu)造所述幾何形狀對(duì)應(yīng)的體積力項(xiàng)；

通過為所述流體界面運(yùn)動(dòng)方程加上所述體積力項(xiàng)，得到慮及防波堤作用的流體運(yùn)動(dòng)方程。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪與防波堤相互作用的預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述根據(jù)波浪的能量，以及所述慮及防波堤作用的流體運(yùn)動(dòng)方程，對(duì)波浪與防波堤之間的相互作用進(jìn)行預(yù)報(bào)之前，包括：

獲取波浪觸及防波堤時(shí)所具有的能量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的波浪與防波堤相互作用的預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述對(duì)波浪與防波堤之間的相互作用進(jìn)行預(yù)報(bào)，包括：

對(duì)在防波堤的作用下，波浪隨時(shí)間的變形與破碎進(jìn)行預(yù)報(bào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的波浪與防波堤相互作用的預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述對(duì)波浪與防波堤之間的相互作用進(jìn)行預(yù)報(bào)，還包括：

對(duì)在波浪的作用下，防波堤的表面形變進(jìn)行預(yù)報(bào)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的波浪與防波堤相互作用的預(yù)報(bào)方法，其特征在于，還包括：

根據(jù)逐項(xiàng)加權(quán)本質(zhì)無振蕩格式對(duì)波浪與防波堤之間相互作的預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行逐項(xiàng)加權(quán)。

8.一種波浪與防波堤相互作用的預(yù)報(bào)裝置，其特征在于，包括：

耦合模塊，用于通過將VOF函數(shù)對(duì)應(yīng)的相界面以及Levelset函數(shù)對(duì)應(yīng)的相界面進(jìn)行耦合，得到耦合后的流體界面運(yùn)動(dòng)方程，并計(jì)算界面運(yùn)動(dòng)；所述VOF函數(shù)用于表征計(jì)算單元中波浪占據(jù)單元空間的體積分?jǐn)?shù)；其中，所述流體界面運(yùn)動(dòng)方程包括用VOF方法獲取液體函數(shù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程以及用LevelSet方法獲取水平集函數(shù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程；

構(gòu)建模塊，用于基于浸入邊界法，根據(jù)防波堤的物理參數(shù)為所述流體界面運(yùn)動(dòng)方程加上體積力項(xiàng)，采用笛卡爾網(wǎng)絡(luò)得到慮及防波堤作用的流體運(yùn)動(dòng)方程；

預(yù)報(bào)模塊，用于根據(jù)波浪的能量，以及所述慮及防波堤作用的流體運(yùn)動(dòng)方程，對(duì)波浪與防波堤之間的相互作用進(jìn)行預(yù)報(bào)；其中，所述波浪用于表征通過調(diào)整波浪的高度形成的具有不同能量的波浪。

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的波浪與防波堤相互作用的預(yù)報(bào)方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的波浪與防波堤相互作用的預(yù)報(bào)方法的步驟。