无网格方法在水波传播数值模拟中的应用

"水波传播的无网格数值模拟 (2007年) - 上海交通大学学报" 在水波传播的数值模拟领域，无网格方法作为一种创新的技术被引入，以解决传统的网格化方法中可能遇到的挑战。这篇2007年的论文由肖龙飞、杨建民和于洋共同发表于《上海交通大学学报》，探讨了一种基于配点和径向基函数的无网格方法，特别适用于水波动力学的研究。 在传统数值模拟中，网格的划分是必不可少的，但这种方法可能会导致奇点问题，并且计算复杂度高。无网格方法则避免了这些局限性，它利用Laplace方程的基本解作为径向基函数，使得源点布置在模拟波浪场的外部。通过这种方式，无需划分网格，边界上的配点就能自动满足控制方程，消除了奇点的困扰，同时不需要解决积分方程，大大简化了计算过程。 在数值造波方面，论文提出采用给定入射波面和速度势的方法，这允许精确地模拟波浪的生成。对于数值消波，研究者结合了阻尼层和Sommerfeld辐射条件，有效地模拟了波浪在边界上的衰减和辐射现象。此外，非线性自由面的演化通过二阶Taylor级数展开式来追踪，确保了对非线性波浪行为的精确描述。 论文通过线性规则波和非线性三阶Stokes波的模拟验证了该无网格方法的性能。结果显示，数值模拟的结果与理论解高度吻合，证明了这种方法不仅在形式上简洁，计算效率高，而且具有出色的稳定性和准确性。 关键词包括水波、无网格方法、数值模拟和配点，表明这篇论文的核心在于介绍和评估无网格技术在水波传播模拟中的应用。其无网格方法的优越性在于减少了计算复杂度，提高了计算效率，同时保持了良好的精度，为水波动力学研究提供了一个有前景的数值工具。 这篇论文的中图分类号为0353.2，文献标识码为A，表明它属于自然科学领域的专业学术论文，对相关领域的研究者和工程师具有重要的参考价值。