【技术实现步骤摘要】
基于动态转换域的滑坡涌浪多尺度模型物理场传递方法
[0001]本专利技术涉及计算流体力学
，特别是一种基于动态转换域的滑坡涌浪多尺度模型物理场传递方法。
技术介绍
[0002]光滑粒子流体动力学方法(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)，是一种无网格的拉格朗日方法，被广泛地应用到固体力学和流体动力学等问题的研究中。其中，在滑坡涌浪近场涌浪生成问题中，SPH方法可以很好的模拟其中的大变形、多相耦合等问题。但是由于涌浪远场传播问题计算域较大，SPH方法过大的计算量限制了该技术的应用。有限差分方法(Finite Difference Method,FDM)，通过将非线性的常微分方程或偏微分方程转换成线性方程组求解，是一种通过有限差分导数逼近微分方程解析解的数值技术。通过并行计算等技术的引入可以显著提升算法的计算效率，被广泛地应用到海啸、滑坡涌浪远场传播等涌浪长距离传播问题中。滑坡涌浪模拟计算中需要对涌浪生成区的近场模拟和涌浪传播区的远场模拟采取不同模型否则无法实现计算精度与效率平衡的问题。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于动态转换域的滑坡涌浪多尺度模型物理场传递方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：历遍滑坡涌浪近场计算SPH滑坡体粒子判断滑坡是否停止；步骤2：若滑坡运动停止，则历遍SPH水体粒子，标记速度不为0的水体粒子，所覆盖的范围即为近场涌浪波传播范围；步骤3：根据近场涌浪传播范围、远场计算模型网格间隔和节点位置生成动态转换域网格；步骤4：将SPH水体粒子携带的近场涌浪物理量插值传递给动态转换域网格节点，将SPH土体粒子携带的滑坡堆积体分布信息插值传递给动态转换域网格节点；步骤5：利用动态转换域网格节点携带的堆积体分布信息更新滑坡涌浪远场传播FDM模型地形高程信息；步骤6：将动态转换域网格节点携带的近场涌浪物理量作为滑坡涌浪远场传播FDM模型计算的初始条件，进行滑坡涌浪的远场计算。2.根据权利要求1所述的基于动态转换域的滑坡涌浪多尺度模型物理场传递方法，其特征在于，步骤1通过历遍所有SPH滑坡粒子计算其绝对速度，对第i个SPH粒子的绝对速度vs mod
i
表达式如下：其中，vs
i
(1)、vs
i
(2)分别为第i个滑坡体SPH粒子在x、y方向上的速度值；假定最大值vs mod_max初值为
‑
1，对于每个滑坡体SPH粒子比较vs mod
i
与vs mod_max若vs mod
i
＞vs mod_max则将vs mod
i
幅值给vs mod_max；完成历遍后，首先判断若vs mod_max＜0则程序报错，提示粒子绝对速度最大值计算有误；进一步判断，若vs mod_max＞0且vs mod_max
‑
0≤10
‑5，则认为此时SPH滑坡粒子均处于停止状态；否者，滑坡还未停止，进入下一时间步更新粒子信息后继续判断滑坡是否停止。3.根据权利要求1所述的基于动态转换域的滑坡涌浪多尺度模型物理场传递方法，其特征在于，步骤2历遍所有SPH水体粒子计算其绝对速度，对第i个SPH水体粒子的绝对速度vwmod
i
表达式如下：其中，vw
i
(1)、vw
i
(2)分别为第i个水体SPH粒子在x、y方向上的速度值；若vwmod
i
‑
0≤10
‑5则将第i个水体SPH粒子标记为流速不为0水体粒子；根据流速不为0水体粒子的x、y坐标值最大值(xwmax，ywmax)和最小值(xwmin，ywmin)，确定近场涌浪的传播范围。4.根据权利要求1所述的基于动态转换域的滑坡涌浪多尺度模型物理场传递方法，其特征在于，步骤3的动态转换域网格是根据滑坡涌浪近场传播范围、远程计算的FDM模型网格间隔以及节点位置进行生成；包含以下步骤：步骤31：根据流速不为0水体粒子的x、y坐标值最大值“xwmax，ywmax”和最小值“xwmin，ywmin”即近场涌浪的传播范围划定对应的矩形影响区域并确定四个顶点坐标值TZ1(x,y)、TZ2(x,y)、TZ3(x,y)、TZ4(x,y)，其中TZ1对应“xwmin，ywmin”点，TZ4对应“xwmax，ywmax”点；步骤32：根据矩形影响区域四个顶点坐标值，判断被矩形影响区域包含的远场FDM模型单元；对任意FDM模型单元，其四个节点分别为EP1、EP2、EP3、EP4，当且仅当
成立时，该FDM模型单元位于矩形影响区域内，标记单元编号；步骤33：进一步考虑被影响域边...
【专利技术属性】
技术研发人员：林川，刘荣锋，黄学钊，林彦喆，施贵馨，桂星煜，王翔宇，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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