Delft3D有限元水流场仿真：网格尺寸对精度影响分析

"网格尺寸对Delft3D有限元水流场仿真精度影响的分析" 本文主要探讨了在有限元水流场仿真中如何有效地选择网格尺寸，以平衡计算精度与计算成本之间的关系。研究以Delft3D-FLOW模块为例，这是一种广泛应用的水动力学仿真工具，常用于港口、海岸及海洋环境的水流模拟。作者张仁徽、陈宇里和耿钊通过在上海海事大学商船学院进行的研究，建立了海南某港口的水流场仿真模型。 在进行仿真时，他们保持了网格形状、边界激励类型和边界激励量大小等关键因素不变，只改变网格尺寸，以此分析仿真精度误差。研究发现，仿真计算的绝对误差与网格尺寸呈现出非线性的关系。这意味着更细的网格虽然可能提供更高的精度，但也会增加计算成本。同时，研究还揭示了一个关键现象：在相同条件下，靠近岸线的位置相对于海域中间位置的仿真误差更大。 这一发现对于实际工程应用具有重要意义，因为理解和控制仿真误差是优化模型性能的关键。在设计和规划港口设施或评估海洋环境影响时，需要精确模拟水流行为。考虑到计算资源的限制，找到合适的网格尺寸平衡点至关重要。较小的网格可以提供更精确的近岸区域模拟，而较大的网格则可能在总体上节省计算资源，但牺牲部分精度。 此外，该研究强调了在进行水流场仿真的过程中，不仅要关注全局误差，还要关注局部区域的误差分布，特别是对于复杂海岸线和港口结构的模拟，这有助于优化模型设置，提高仿真效率。研究结果为未来类似项目的网格尺寸选择提供了理论依据和实践指导，对于改进水流场仿真的方法和策略具有深远影响。 关键词：有限元；水流场；网格尺寸；精度分析；Delft3D 中图分类号：TB115 文献标志码：A 文章编号：1009-671X(2015)01-057-05 这篇研究论文详细探讨了Delft3D有限元水流场仿真中的一个重要问题，即网格尺寸对仿真精度的影响，并提出了一种有效分析误差的方法。这对于提升水动力学模型的准确性和降低计算成本提供了有价值的见解。