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申请/专利权人：河海大学

摘要：本发明涉及一种海岸沙丘平面二维风沙输沙率的模拟计算方法，读取海岸地形、边界、平面三角形网格以及关键字文件，获取海岸地形数据、泥沙代表粒径、边界处的风速数据；继续获取临界起动风速、推求高程梯度并进行插值计算；计算风沙输沙率；本发明实现在以一定角度，一定高度入射海滩的风在经过滩面不同高程地形下，产生的风速变化、风向偏转以及输沙率的计算。

主权项：1.一种海岸沙丘平面二维风沙输沙率的模拟计算方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤S1：读取海岸地形、边界、平面三角形网格以及关键字文件，获取海岸地形数据、泥沙代表粒径、边界处的风速数据；步骤S2：设定x方向代表向离岸方向，且离岸方向为正方向；y方向代表沿岸方向，且下游方向为正方向；z方向为地形高程方向，且竖直向上为正；假设位于边界处的风以预设角度入射海岸，为入射方向与x轴正方向形成的夹角；其中表征风剪切应力在地形剖面上分布的公式为： 公式1和公式2中，表示x方向上的表面剪切应力扰动值，表示y方向上的表面剪切应力扰动值，表示地面高程在x方向上的偏导数，表示地面高程在y方向上的偏导数；步骤S3：采用平面三角形网格计算地形高程梯度与步骤S4：基于步骤S3获取的地形高程梯度，在拟计算风速的平面三角形网格节点x,y上沿着x轴以及y轴分别做剖面，在剖面上取等间距的插值节点，在插值节点上对与分别插值，以获得平面三角形网格任意位置处的地形高程梯度；步骤S5：将剖面上的任意插值节点记为x0，y0，选取离x0，y0最近的四个网格节点xi，yi，并计算其平均值作为插值节点处的函数值；步骤S6：基于步骤S5获得的插值节点上的函数值，对公式1和2在x剖面与y剖面上进行积分算出待求点x,y某一高度处的风速分量： 此处的待求点x，y某一高度处指的是与实际海岸上测量风速的风速仪等高的高度；步骤S7：根据步骤S1获得的泥沙代表粒径计算近底临界起动风速： 公式10中，u*t为近底临界起动风速，A为经验系数取0.08，ρp[kgm3]为泥沙颗粒密度，ρa[kgm3]为空气密度，dn[m]为泥沙代表粒径；步骤S8：通过壁面函数将近底临界起动风速转化为一定高度处的临界起动风速：ut＝bu*t11 公式11和公式12中，z’为近底粗糙高度，即理论风速为0的高度，κ为卡门常数，取0.4；步骤S9：计算风沙输沙率： 其中，c是粒径分布宽度参数，g[ms2]是重力加速度，D[m]是参考粒径；Q[kgms]为输沙率，u[ms]为高度z处的风速，ut[ms]为同一高度处的临界起动风速。

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