Numerical modelling of the fluid flow above the bottom topography | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2014. № 1(27).

Numerical modelling of the fluid flow above the bottom topography

This paper presents an investigation of an inviscid incompressible fluid flow in a straight section of a channel with an irregular bottom as a closure of river stream model. Mathematically, the problem is written as a boundary-value problem for shallow water equations. Three test computational examples for a steady and unsteady flow above regular and irregular bottom have been carried out to study the model and possibilities of its applications. The computed solutions are obtained using the finite-difference method with the first order UPWIND scheme and two-step Lax-Wendroff scheme, which is second-order accurate in both space and time. To suppress dispersion characteristics which are the feature of second-order schemes, Kolgan's surfacing algorithm is used. Numerical solutions obtained by the aforesaid schemes well agree with each other and become equivalent upon mesh clustering. In addition, a model of the contaminant dispersion in a stream over an irregular bottom is constructed. The computed distribution of the contaminant is in a good agreement with the physical flow pattern.

Download file
Counter downloads: 392

Keywords

математическая модель, уравнения мелкой воды, погрешность аппроксимации, устойчивость решения, сглаживание решения, mathematical model, shallow water equations, approximation error, solution stability, solution smoothing

Authors

NameOrganizationE-mail
Churuksaeva Vladislava VasilievnaTomsk State Universitychu.vv@mail.ru
Mikhailov Mikhail DmitrievichTomsk State Universitymichel@math.tsu.ru
Всего: 2

References

Булатов О.В., Елизарова Т.Г. Регуляризованные уравнения мелкой воды и эффективный метод численного моделирования течений в неглубоких водоемах // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2011. Т. 51. № 1. С. 170-184.
Рихтмайер Р., Мортон К. Разностные методы решения краевых задач. М.: Мир, 1972. 418 с.
Роуч П. Вычислительная гидродинамика. М.: Мир, 1976. 612 с.
Колган В.П. Применение операторов сглаживания в разностных схемах высокого порядка точности // Вычислительная математика и математическая физика. 1978. Т. 18. № 5. C. 1340-1345.
Петросян А.С. Дополнительные главы гидродинамики тяжелой жидкости. М.: ИКИ РАН, 2010. 127 с.
Чуруксаева В.В., Михайлов М.Д. Математическое моделирование процессов самоочищения реки // Материалы юбилейной 50-й Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс». Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2012. С. 289.
 Numerical modelling of the fluid flow above the bottom topography | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2014. № 1(27).

Numerical modelling of the fluid flow above the bottom topography | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2014. № 1(27).

Download full-text version
Counter downloads: 1047
Download file