Численное моделирование трехмерных потенциальных волн

Чаликов Д. В.

Разработана простая и точная схема, предназначенная для долговременного моделиро-вания периодических трехмерных потенциальных волн. Схема основана на следующей поверхности неортогональной криволинейной системе координат. Потенциал скорости представлен как сумма аналитической и нелинейной компонент. Трехмерное уравнение для нелинейной компоненты решается итерациями. Используется Фурье-сеточный метод, аппроксимация второго порядка для вертикальных производных на растянутой сетке и схема Рунге—Кутта четвертого порядка для интегрирования по времени. Схе-ма проверена воспроизведением бегущей волны Стокса. Однопроцессорная версия модели позволяет моделировать эволюцию волнового поля с сотнями тысяч степеней свободы в течение сотен периодов волны пика. Модель создана для исследования не-линейных свойств поверхностных волн, генерации экстремальных волн, прямых расчетов спектра нелинейных взаимодействий. После введения в модель схем расчета притока энергии и диссипации модель будет использоваться для прямого моделирова-ния эволюции волнового поля.

Скачать