收藏本站 劰载中...网站公告 | 吾爱海洋论坛交流QQ群:835383472

[物理海洋] 关于海洋数值模型里面求流函数的过程

[复制链接]
流函数
) P5 y# a$ l9 c. P( K
                               
登录/注册后可看大图
是空间中的一个场,用它可以表示平面不可压缩流体的速度:
0 b: n- j$ b2 O; j# o8 e8 k, W# V" U0 N* ^# I6 N: N% x0 ^

& _* c& U9 u6 E( c" _# C
4 W2 H9 R) Q2 ?% F& U; C
                               
登录/注册后可看大图
           
# ~1 u4 z& G) ^6 }
                               
登录/注册后可看大图
3 p) k$ h0 h8 q- q& ^- d& D

% a( G; \2 E5 ~8 J* n: o

% ~0 a- }" c9 G$ o& ~) y                               
登录/注册后可看大图
         

$ `  J- d$ A5 q$ F0 k* a2 C$ S3 y+ U) l                               
登录/注册后可看大图
; w, }8 F2 Z4 ]0 ]8 l
这样二维平面上的连续方程就能自动满足。/ b% G8 i. e& t7 i* P, L& V. V3 [
我们的目标是要根据这两个式子求流函数标量场。可以想象,这两个式子规定了场
1 k: p, [3 C  e/ j* y" x- z% x& O
                               
登录/注册后可看大图
$ c7 H0 T, z, _6 ]( a2 u% S
                               
登录/注册后可看大图
方向和

, z) O0 S' a. B, f* V  ?/ S  X3 L                               
登录/注册后可看大图
方向的变化,并不涉及具体的数值。因此,我们需要给定一个流函数的积分零点(求

6 x+ Y: T: J" Q. c* M( p# n                               
登录/注册后可看大图
+ Y2 H* X3 n; G- X% c
实际就是求积分),我们可以设:
7 i* ], C9 B! b" {" F* l1 V
* j1 C* S) I: B0 G; t3 ?+ G0 Y
) H, J: [: F6 I( E8 N
                               
登录/注册后可看大图
0 W) i2 z" v7 M. Z) S7 Q" r
从这个点积分到任一点

  y" x3 }. x$ K1 ]# g                               
登录/注册后可看大图
。首先,

1 ?/ C- s/ X7 P# A- d1 ^& \# L                               
登录/注册后可看大图
对y积分,有:
6 e2 O* R0 L) T( I! V
% {8 E( T; R+ `) |5 a
9 V2 N' k7 I- n- s
# F$ c& w& V: K$ M8 K7 R/ @* ]
                               
登录/注册后可看大图
               

4 o% v, r* {) t; Y- z, Y                               
登录/注册后可看大图

' A/ E1 j9 F% T                               
登录/注册后可看大图

- G7 W6 z& M; {6 U, q, G8 d                               
登录/注册后可看大图
积分,有:

+ ^4 {, I( ~+ v6 s# r. @% v$ v* ?, |) M% P, S$ ^) Y& {
. {+ E0 z6 o& j; ~
                               
登录/注册后可看大图
         

. G% l0 C& c) N4 X" S: v8 V                               
登录/注册后可看大图

, B7 P* {1 O* L& |. t左边的积分式子,可以直接根据速度场求解,即:
; U. f/ x% p; K- Q4 r& F

  R8 @7 ^  X7 E0 s                               
登录/注册后可看大图

! q  ]- b( |/ t, c$ b* @现在只需要求出

5 x0 k0 h) M8 ]4 {% O6 ], A; E; q9 J                               
登录/注册后可看大图
,就能求出我们需要的

) Y6 f2 x& h/ t                               
登录/注册后可看大图
。通过观察发现,在
$ ?0 \; ]4 P( Z+ @0 C
                               
登录/注册后可看大图
中令

# X1 i& F! P( y! c  b2 Y' ~                               
登录/注册后可看大图
即可得到我们想要的结果:
) W5 c* t6 n) t# G/ w$ r
0 N' H2 _0 m& M* F  z( g
5 |* Z0 f( M/ Z: @( G
& F9 `$ u4 m$ }2 ?
                               
登录/注册后可看大图

. \! T, a6 t, p2 D( F  b* ^& v最终有:6 N+ e& Z, q4 ?2 Q' H! Z+ y
" Z" c. A, F) `" G" ?6 O! Y( i

* W3 ?: W+ W  K6 A. B                               
登录/注册后可看大图
        

1 G. s4 `" q1 i2 k  y- r1 K                               
登录/注册后可看大图
2 b3 y  `# X: r( `, {' ~
或者可在
  e' c+ |& g3 O# q% |9 ]
                               
登录/注册后可看大图
中令

, X2 s' S0 a6 }$ H/ F% K0 M4 ~                               
登录/注册后可看大图
代入
$ T! ?  S1 [% u+ G& R
                               
登录/注册后可看大图
,有:
# s( D' O$ X) s  t( {' I* n
- F: E2 M) o+ H7 u" d. J
$ J5 S2 J2 {3 Z' W+ Y0 G
6 v5 G; d5 |. Y$ }1 [
                               
登录/注册后可看大图
        

0 v4 g0 L, \+ o3 l                               
登录/注册后可看大图
. @( w8 _( {' a4 l; ~  c5 I2 s
这样,利用
0 A4 h+ Y- ?* E( M2 e+ `) t
                               
登录/注册后可看大图
3 \4 m" m, r7 d# F7 l! ^- `
                               
登录/注册后可看大图
就可以进行流函数的编程计算。' d7 G, ^9 C" E- [

! b/ R1 t% x+ D7 f3 X. r值得注意的是,可以对求得的流函数加减常数,以使需要的陆地岸界为0。
9 [7 M- G0 C3 H6 B5 \7 z( k' N: ?& d
回复

举报 使用道具

相关帖子

全部回帖
暂无回帖,快来参与回复吧
懒得打字?点击右侧快捷回复 【吾爱海洋论坛发文有奖】
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
lyl
活跃在2022-11-2
快速回复 返回顶部 返回列表