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
$ o& d# z7 ~* 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:
  |# a8 Q2 P* N2 ], T/ S/ b2 ^6 W) B7 L& W$ F* S' Q; `
6 n6 x/ J% ]3 u8 k
, A1 F0 u' K: F5 I- z/ \) h
                               
登录/注册后可看大图
           
3 C& R0 z! D4 N7 A- R1 t- `3 G
                               
登录/注册后可看大图

) |$ j/ z3 B9 C+ W+ l; ?
/ x" [4 k7 q6 ]
5 Z6 g. U! k* z8 I" \9 q
                               
登录/注册后可看大图
         

7 H% z6 q4 {2 k  G, X                               
登录/注册后可看大图
9 G" e, n, N4 h5 F
这样二维平面上的连续方程就能自动满足。
6 C9 R, U, F+ A0 ^5 o) ^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

7 B0 ]+ K3 p( c                               
登录/注册后可看大图
5 h, z( O4 _) e' d8 u" o
                               
登录/注册后可看大图
方向和
0 y/ g& ^9 ?  |! T5 V( {
                               
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
' O8 v) J$ ~4 N. ^  [2 T" n0 O+ j
                               
登录/注册后可看大图
( U* c5 m/ W& p) D" Q4 C0 R- J7 y" U
实际就是求积分),我们可以设:
& H9 T# g/ I- {5 [& P* Y% m
0 u+ t3 [* b# x, ^; v  ]1 z0 P
: G& j( T* p% f7 ~4 `
                               
登录/注册后可看大图
! o" z5 Z* R2 X" D  H
从这个点积分到任一点
4 P( v% T& n0 s
                               
登录/注册后可看大图
。首先,

" L  T4 [) `& c) B" _/ E! C+ S                               
登录/注册后可看大图
对y积分,有:
" u" y# O0 z7 q0 ^: g- ?" h$ q+ p) k; N+ s8 ~

% u3 z- Y+ e/ W( v+ \7 W& E7 A
- C) c) I, ]. L' J! k. _. F
                               
登录/注册后可看大图
               
* E8 }: Q6 Z* K" W& y% K; }" t7 Q, }
                               
登录/注册后可看大图
2 @7 I! E) O) ?% m0 x
                               
登录/注册后可看大图
- {/ C0 s: p% c/ g7 ?' F# v$ a
                               
登录/注册后可看大图
积分,有:
, }3 {  x" z! p! d5 i7 c
" T1 G1 p  F' d1 T
! N' N& ?* O! C# p# C
                               
登录/注册后可看大图
         
+ R$ D! m1 X9 q. }) L
                               
登录/注册后可看大图

& B) Y. w2 }0 U2 Q* C$ M) v2 H左边的积分式子,可以直接根据速度场求解,即: 9 b& d# q. V$ t; H" G8 a

+ k0 S7 g3 s  r* R' f                               
登录/注册后可看大图
, _  }1 \' C5 k+ {
现在只需要求出

8 z& g- @$ ~* s3 d5 x: F+ k                               
登录/注册后可看大图
,就能求出我们需要的
; |8 R2 U5 T# n* a# b) u# Y
                               
登录/注册后可看大图
。通过观察发现,在

# A. B4 V" \; Y                               
登录/注册后可看大图
中令

, |- u" f: U% N* v; f, K                               
登录/注册后可看大图
即可得到我们想要的结果:* Y! N- ]6 Z2 B- g1 [( j6 c% f
2 `% [3 k+ b- i" L9 {2 v6 g
9 M! _& T7 }7 ^$ b6 h; G: o
2 V9 w3 K+ e; k) U
                               
登录/注册后可看大图

/ O; x2 J# `; k5 Z# v最终有:
: K5 p& L& D! A) }' I: n/ ^' M1 q+ N/ X, j$ E4 k
  J+ U" \! O& L4 Q+ w' P
                               
登录/注册后可看大图
        
( q9 a6 ^& ]& F/ E; F4 g( O6 I
                               
登录/注册后可看大图

# ~! V8 W0 k# u% C5 t或者可在

. k: z1 f! ?$ O                               
登录/注册后可看大图
中令

1 X5 `% A% a. F9 }' r1 L                               
登录/注册后可看大图
代入
% O+ y1 g) U/ e! a; k# F
                               
登录/注册后可看大图
,有:* G) H, e+ k6 b) W6 ~2 J
- Z/ P  E" P$ Z
9 E- ~; q9 n: _0 T7 ]% i7 I

5 u6 h& t  P6 O' w8 L8 a6 _                               
登录/注册后可看大图
        
& W) y+ P0 m- u2 b" j
                               
登录/注册后可看大图
9 c* |- X' h7 E, Z( F) |4 `6 D
这样,利用
7 ]# T- j  ?5 V. I
                               
登录/注册后可看大图

. M! D0 m7 s1 [: U  a                               
登录/注册后可看大图
就可以进行流函数的编程计算。
  i1 u( a: M& v& \
! C8 g+ t! W" p( W6 D0 c: q6 y6 W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。
' v. R0 U+ n* u+ S% u
* ~7 c6 h8 a5 r
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