ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕГИДРОСТАТИЧЕСКОЙ ДЛИННОВОЛНОВОЙ ДИНАМИКИ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ, "Фундаментальная и прикладная гидрофизика"

Abstract

Для моделирования длинноволнового воздействия на гидротехнические сооружения ставится краевая задача в трехмерной области для уравнений движения, неразрывности, конституентов плотности и характеристик турбулентности. Задача решается разностным методом поэтапно на каждом временном шаге; негидростатическая компонента давления определяется на заключительном этапе решением краевой задачи для уравнения Пуассона. Расчеты выполняются с помощью программного комплекса CARDINAL. Используется гранично-зависимая криволинейная сетка, по вертикали о-преобразование. Характеристики турбулентности рассчитываются с помощью k-e модели. Численный метод тестируется на модельных примерах. Для оценки влияния негидростатического модуля приводятся результаты расчета экстремального цунами на водозаборе атомной электростанции Эль-Дабаа, Египет, проектируемой на побережье Средиземного моря, и расчет поля скорости при штормовом нагоне в судопропускном сооружении комплекса сооружений защиты Санкт- Петербурга от наводнений. Обнаружено, что в негидростатической постановке при входе в узость, на поднятии дна увеличение вертикальных скоростей во всей толще воды до поверхности вызывает здесь локальный подъем уровня. Приводимые приложения метода показывают, что динамическая компонента давления может заметно модифицировать структуру течений на элементах гидротехнического сооружения.