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平面潮流数值模拟中底床摩阻系数的修正
辑第 16 卷第 1 期 水 动 力 学 研 究 与 进 展 . , . 16, . 1 A Ser A V o l N o 200 1 年 3 月 . , 200 1 JOU RN A L O F H YDROD YN AM IC S M ar ( ) 文章编号: 200 1 0 1005606 平面潮流数值模拟中 底床摩阻系数的修正 宋志尧 (河海大学海工所, 江苏南京 2 10098) 摘 要: 本文从三维潮流运动控制方程出发, 假定潮流垂直分布服从对数律, 推得了一个较 全面反映水深、水位变化梯度和流向等因素的摩阻系数修正表达式。理论分析和应用表明, 运用修 正后的摩阻系数, 平面二维潮流数值模型更为完善, 并能适用于陡变地形, 从而使复演模拟和工程 计算结果更为科学合理。 关 键 词: 潮流; 摩阻系数; 数值模拟; 修正 中图分类号: TV 13 1. 2 文献标识码: A 1 引言 潮流运动是三维过程, 但在近岸浅水海域, 潮流的数值模拟, 一般均可简化为二维平面问 题, 常采用水深平均的二维计算模式。此类模式的主要项是底部剪切力 , 一般表示为 B = C U U ( 1) B f ( ) ( 其中 是海水密度, U = U , V 是水深平均潮流速, C 是底床摩阻系数 也称底床拖曳系 f ) 数 , 是模型的重要参数, 其一般表达式为 Cf = g C2 (2) ( 2 ) 其中C 为谢才系数, g 为重力加速度 9. 81 。随后的关键问题就是如何合理地确定这个 m s 谢才系数, 为此, 国内外有不少学者都曾对此问题作过研究。如 F in ley ( 1976) 在计算南卡罗来 纳北湾潮流场时沿用了河流计算中的曼宁公式 C = D 16n (3) 其中n 为曼宁糙率系数,D 为水深;
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