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申请/专利权人：重庆交通大学;重庆西科水运工程咨询有限公司

摘要：本发明公开了一种水动力自由面LB模拟方法、系统及存储介质，通过获取针对目标水体的初始参数来导入设定的三维水动力自由面LB模型进行模拟运算，得到目标水体基于时间和空间的自由水面数据、流速数据和压力数据，以精准刻画输出目标水体自由水面、流速和压力的三维空间分布图。本发明基于传统的单相自由面LB模型，对其作用力项进行二阶精度改进，并将其与表面张力模型及SGS大涡模型结合后，可以实现目标水体自由水面、流场及压力的高效、精准三维模拟，相较于传统模型具有算法简单、拓展性强、并行性好和边界条件易于处理的优势。

主权项：1.一种水动力自由面LB模拟方法，其特征在于，包括：获取针对目标水体的初始参数；将初始参数导入预置的三维水动力自由面LB模型进行模拟运算，得到目标水体基于时间和空间的自由水面数据、流速数据和压力数据，所述三维水动力自由面LB模型在单相自由面LB模型的基础上将一阶作用力项改进为修正二阶矩模型，并引入表面张力模型和大涡模型；所述三维水动力自由面LB模型包括修正二阶矩模型、表面张力模型和大涡模型，修正二阶矩模型为fαx+eαδt,t+δt-fαx,t＝Ω+δtFα 其中，F表征作用力项函数，f表征自由水面分布函数，x表征矢量位置参数，α表征方向参量，Ω表征碰撞算子参数，cs表征格子速度，δt表征单位时间参数，t为时间参量，u表征水流速度参数，ω表征计算权系数，τ表征松弛时间参数，e表征格子速度参数，ρ表征水体密度参数；表面张力模型为 其中，finv表征反向分布函数，finveq表征反向平衡态分布函数，feq表征正向平衡分布函数，ρG表征界面处大气压力，β表征表面张力系数，n表征界面法向，θi表征格子方向的角度，i表征格子方向，θn表征质量梯度的角度，表征质量沿界面法向的梯度；大涡模型为 其中，表征流场分布函数，c表征单位速度参数，τe表征有效松弛时间；根据目标水体基于时间和空间的自由水面数据、流速数据和压力数据得到目标水体的自由水面、流速和压力分布结果。

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