考虑消波块孔隙结构的增强型光滑粒子流体动力学(SPH)方法在波浪越顶分析中的应用

为解决传统多孔模型在模拟消波块海堤波浪越顶时忽略块体间隙局部流速导致的精度不足问题，来自日本的研究团队开发了新型可渗透边界模型。该模型通过将三维块体排列特征投影至二维截面，用固定粒子表征流道边界，在粒子法中实现了对消波块区域复杂流场的精确模拟，显著提升了波浪破碎条件下的越顶流量计算精度，为海堤工程设计提供了更可靠的数值工具。

　　

在消波块海堤的波浪越顶模拟中，传统多孔模型（porous models）存在明显局限——这些模型仅通过半经验实验常数评估流体阻力，却忽视了块体间隙（gaps between blocks）的局部流速分布。尤其在波浪破碎（wave-breaking）条件下，这种简化会导致复杂流场再现性差。

科研团队创新性地提出可渗透边界模型（permeable boundary model），巧妙地将三维块体排列特征映射到二维截面，利用固定粒子精确刻画流道边界。该模型在光滑粒子流体动力学（Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH）框架中实施后，既能捕捉消波块遮蔽区（shielding regions）的流体动力学特征，又能以合理计算量模拟波浪越顶全过程。验证实验表明，新模型对越顶流量（overtopping flow rates）和波浪越顶动态过程的预测精度显著提升，为海岸工程提供了更可靠的数值分析工具。