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龙图腾网获悉中交第一航务工程勘察设计院有限公司;大连海事大学申请的专利一种考虑单向涡驱动裂流系统流动特征的方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119538782B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411598309.5，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种考虑单向涡驱动裂流系统流动特征的方法是由季则舟;徐杰;尤再进;王召伟设计研发完成，并于2024-11-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑单向涡驱动裂流系统流动特征的方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种考虑单向涡驱动裂流系统流动特征的方法，其中由对波浪具有强反射作用的垂直海岸结构物对入射不规则波浪形成反射，并在结构物上游反射区第一个驻波波长内形成大尺度负涡驱动的裂流系统。所述方法将GPU并行加速的非线性缓坡方程简化模型应用于模拟结构物附近的单向涡驱动裂流系统，该模型兼具精确色散性的同时也具有更高的计算效率，通过将模型中不规则波入射波浪谱与实验中结果进行比较，验证了本发明所述模型生成随机波浪的能力。基于数值模型展示了单向涡驱动裂流系统相比于常见对涡驱动裂流系统不同的流动特征，并分析了结构物波浪反射系数对于单向涡驱动流系统流动征的影响。

本发明授权一种考虑单向涡驱动裂流系统流动特征的方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑单向涡驱动裂流系统流动特征的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 步骤1，物理模型实验： S11，实验布置：在含有造波机的实验室水池中进行实验，水池一端为造波机，另一端为海绵吸收边界层；沿水池长边方向布分别置两条导浪墙，在水池中央两条导浪墙之间采用混凝土砌筑带有坡度的平坡海岸，该海岸相对于水平方向旋转一定角度； 在平坡海岸上侧的垂直岸线方向布置一条出水结构物，当造波板产生平行于水池方向的单向不规则波浪时，在所述出水结构物上游会形成三角形的反射波浪区域； S12，实验波况选取及造波：实验中选取若干组实验波况，包括规则波况和不规则波况；每种波况均包含三个周期，包括：Hi为深水入射波高，Tp为谱峰周期，λ为对应于谱峰周期的理论驻波波长； 则沿岸第i个理论节点线y＝yNi和理论腹点线y＝yAi的位置可由驻波波长λ按照下式给出： yNi＝i-0.5λ1 yAi＝i-1λ2 S13，波浪场及流场测量：实验中选取若干电容式浪高仪对波浪反射区内和反射区外的波浪场进行测量，采用若干多普勒流速仪对流场进行测量； 波浪场中的波高H通过对浪高仪记录的波面η进行上跨零点法计算，而平均水面升高η，则通过对η直接做时间平均得到； 流速仪被放置于距离水底为当地水深的13位置处以测量水深平均流速；步骤2，数值模型模拟： 采用GPU并行加速的非线性缓坡方程简化模型，对步骤1中的物理模型实验进行模拟并校核模型参数，最终通过改变数值模型设置以实现对不同配置下单向涡驱动裂流系统流动特征的研究，具体包括： S21，非线性缓坡方程简化模型：采用笛卡尔直角坐标系x,y,z，其x轴垂直于岸线方向，y轴平行于岸线方向，z轴竖直向上，在该坐标系中，所述GPU加速的非线性缓坡方程简化模型，其控制方程为： 式中，t为时间，下标t表征对时间的导数，为水平方向的梯度算子符号，U＝U,V为位于静水位处的水平速度矢量，U和V分别为静水面上x和y方向的流速，η为波面，h为静水深，g为重力加速度，k为波数，T为波浪周期，c为波速，系数n＝12+khsinh2kh，R为考虑波浪破碎、水底摩擦及侧向混合作用的项； S22，GPU并行加速计算：采用统一计算设备架构CUDA以及C语言对模型进行GPU并行计算； S23，不规则波浪生成： 通过对上述方程3右端加入源函数Fx,y,t的方式进行造波，Fx,y,t的具体求解过程如下： 将单向不规则波频谱JONSWAP谱在频域内划分成N＝100份，则对应每一个波浪频率成分ωi的入射波面幅值为其中Sωi为JONSWAP谱函数，则对应的源函数幅值Di为： 式中，下标i表示对应每一个波浪频率成分ωi的变量，kxi＝kicosα，其中ki由精确色散关系式求解，ci＝ωiki为波速，ni＝12+kihsinh2kih为波浪传递效率，其中为与造波宽度有关的参数； 通过代入上述源函数幅值Di，得到源函数Fx,y,t的表达式： 式中，xs是源函数在x方向的位置，为源函数的随机初始相位； S24，数值模型设置：确定数值模型计算域的沿岸宽度、离岸长度，离岸边界为海绵层吸收边界，岸边界为波浪爬坡动边界，上游边界和下游边界均为固边界，其中下游边界即可视为对入射波浪具有反射作用的垂直岸线结构物； S25，数值模型验证：利用上述数值模型对物理模型实验进行模拟，将数值模型结果与物理模型实验结果进行对比分析，以验证数值模型的准确性；验证内容包括波浪场的验证及流场的验证，前者通过波高和平均水面的对比进行验证，而后者则通过对比垂直岸方向及沿岸方向的流速大小以及流场内的流速矢量进行验证； 步骤3，改变数值模型设置对单向涡驱动裂流系统流动特征进行分析： 利用步骤2给出的经过实验验证的GPU并行加速非线性缓坡方程简化模型和数值模拟设置，通过改变单一设置参数，研究结构物对波浪的反射系数、波浪入射角度以及波浪入射波高和周期因素对于单向涡驱动裂流系统流动特征的影响。

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