浅水方程的的精确黎曼求解器——推导浅水方程(一)

一、浅水方程
浅水方程的的精确黎曼求解器——推导浅水方程(一)_第1张图片
浅水方程的的精确黎曼求解器——推导浅水方程(一)_第2张图片
二维浅水方程可根据无粘N-S方程沿水深方向积分可得到,主要运用莱布尼茨公式。
运用公式后进行合并,图中给出三维的合并:

浅水方程的连续方程到此就推出了

将欧拉方程(无粘N-S方程)中的压力梯度项做出假设:压强分布满足静水压强分布
在这里插入图片描述
进一步得到简化公式:
浅水方程的的精确黎曼求解器——推导浅水方程(一)_第3张图片这里的s代表水位s=z

将连续方程两边乘以u,动量方程乘以h:
浅水方程的的精确黎曼求解器——推导浅水方程(一)_第4张图片
合并便可以得到u方向的动量方程:
在这里插入图片描述
同理v方向
在这里插入图片描述

至此,二维浅水方程已经推出
总结:a、使用到的假设有1、流动二维,忽略z方向;2、摩擦力是体积力,故无粘性项,即欧拉方程;3、压强符合静水压强分布
b、莱布尼茨公式的运用,仅需对该公式运用即可
c、有时候在论文中会看到如下式子,最简单的理解是把河道想为矩形断面,在连续方程同乘以B即可。
在这里插入图片描述

该文仅为初学浅水方程数值解的第一步,也是本人初学的第一步,仅以系列文章来作为学习的记录。

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