XBeach是基於結構化Fortran 77/90架構的岸動力學數值模型。
基本介紹
- 中文名：Fortran 77/90架構的二維平面海岸動力學數值模型
- 外文名：XBeach
- 基於：結構化Fortran 77/90架構
- 基礎：二維平面
- 類型：岸動力學數值模型
概述,理論模型,模型特點,
概述
XBeach 是一個基於結構化Fortran 77/90架構的二維平面（Two Dimensional Horizontal）海岸動力學數值模型，由TU Delft（代爾福特理工大學）和Deltares Institute(代爾夫特三角洲研究中心)聯合開發，可用於模擬潮波、海嘯波、風暴潮以及相應的海岸線演變、海床演變和泥沙輸運等海岸動力學過程。
理論模型
XBeach的水動力學核心是沿水深平均的非線性淺水波方程（Depth-averaged Non-Linear Shallow Water Equation, NLSWE）,其採用迎風差分和高階Lax-Wendrof差分方法離散化偏微分方程求解， 對於風波等短波，XBeach採用波能平衡方程（wave energy/action balance equation）求解波浪場，並對求得的波高套用線性波理論換算求得波生水質點速度，併疊加在淺水波方程獲取的水質點速度上。泥沙輸運方面，採用了van Rijn等人的泥沙輸運方程計算泥沙平衡濃度，採用二維沿水深平均的對流擴散方程解得泥沙濃度場，並據此計算岸線和海床演變。
模型特點
XBeach自2009年正式開放源碼以來，已經經歷了長足的發展，最新版本已經成為了一個功能相當強大海岸動力學模型，其特點如下：
1. 高度的模組化與並行化， XBeach採用模組化程式設計理念，程式架構清晰，並且已經完成了基於MPICH2的並行化，可以高效率地運行在多核系統或者計算集群上。
2. 編譯成庫，最新版本的XBeach對其源碼架構進行了較大的改動，使得其成為了一個海岸動力學模擬類庫。
3. 易於與其他模型整合，XBeach源碼支持netcdf編譯，使得其很容易與其他計算流體力學或者海岸動力學模型整合，發揮各自的優勢；此外XBeach還可以很方便地使用為Delft3D配置的模型輸入檔案，如海底地形數據等。
4. 功能多樣化，新的XBeach版本支持船行波和風生波的模擬，使得模型功能開始多樣化。
5. 跨平台編譯， XBeach源碼可以在Windows, Linux等多種OS平台下用不同的編譯器編譯，增強了其的適應性。
