用 matlab 做一个水平范围为500m×500m的正方形湖泊,湖泊的水深为10m,湖水的密度均匀。考虑在湖泊的中心处有一点源初始扰动,即初始时刻湖泊中心处有一1m的水面高程(初始时刻中心处水位为1m),这种由点源扰动产生的波称为圆形波。应用数值模拟方法,对该湖泊中的浅水波传播进行模拟。u为水平向速度分量,v为垂直向速度分量,η为水位变化项,ρ为海水密度,h为瞬时水深,g为重力加速度,ρ=1028 kg/m^3 为海水密度;h为瞬时水深;g=9.81 m/s^2 为重力加速度, 由于该水域为浅水,故采用的物理方程为水平二维浅水方程,。其中,空间步长10m,时间步长0.1s,绘制波纹传播的连续3D图像,的程序
时间: 2024-04-09 20:33:51 浏览: 102
FSplit:FSPLIT 将一个多功能 m 文件拆分为许多单功能 m 文件-matlab开发
以下是一个使用MATLAB进行浅水波传播模拟并绘制连续3D图像的示例程序:
```matlab
% 湖泊参数
L = 500; % 湖泊的水平范围,单位:m
H = 10; % 湖泊的水深,单位:m
dx = 10; % 空间步长,单位:m
% 时间参数
dt = 0.1; % 时间步长,单位:s
t_end = 10; % 模拟的总时间,单位:s
% 网格设置
nx = L/dx + 1; % x方向上的网格数
ny = L/dx + 1; % y方向上的网格数
% 初始条件
eta = zeros(nx, ny); % 水位变化项,初始时刻为0
eta(nx/2, ny/2) = 1; % 中心处水位为1m
% 模拟循环
for t = 0:dt:t_end
% 计算水平向速度分量和垂直向速度分量(假设为0)
u = zeros(nx, ny);
v = zeros(nx, ny);
% 更新水位变化项
for i = 2:nx-1
for j = 2:ny-1
deta_dx = (eta(i+1, j) - eta(i-1, j))/(2*dx);
deta_dy = (eta(i, j+1) - eta(i, j-1))/(2*dx);
eta(i, j) = eta(i, j) - dt*(u(i, j)*deta_dx + v(i, j)*deta_dy);
end
end
% 绘制当前时刻的水位图
x = 0:dx:L;
y = 0:dx:L;
[X, Y] = meshgrid(x, y);
figure;
surf(X, Y, eta');
title(['t = ', num2str(t)]);
xlabel('x (m)');
ylabel('y (m)');
zlabel('Water Surface Elevation (m)');
axis([0 L 0 L -1 1]); % 设置坐标轴范围
view(3); % 设置视角为3D
colorbar; % 显示颜色条
pause(0.1); % 暂停一段时间,以便观察动态效果
end
```
此程序与之前的程序相似,但添加了一个循环来连续绘制波纹传播的3D图像。在每个时间步长结束后,程序会暂停一段时间以观察动态效果。你可以根据需要更改暂停时间的长度。
请注意,这只是一个简单的示例程序,可能需要根据具体情况进行修改和优化,例如边界条件的处理、数值稳定性的考虑等。另外,程序中的绘图部分使用了MATLAB的内置函数 `surf`,你可能需要根据自己的需要进行调整和修改。
希望这能帮助到你进行浅水波传播模拟并绘制连续3D图像。如有任何问题,请随时向我提问。
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