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⛄ 内容介绍
模拟二维波浪是通过数值方法来模拟和展示水面上的波浪行为。下面是一个基本的二维波浪模拟的步骤：
- 确定模拟区域：
- 确定一个矩形区域作为波浪模拟的场景。
- 将该区域划分为网格，每个网格代表一个小区域。
- 初始化波浪：
在每个网格点上初始化波浪的高度。
可以使用随机数、噪声函数等方式生成初始波浪形状。
时间步进：
模拟波浪的时间演化过程。
在每个时间步中，计算每个网格点上的波浪高度的变化。
可以使用波浪方程或其他合适的数学模型来描述波浪的传播和变化。
波浪传播：
根据波浪方程或其他模型，计算波浪在每个网格点上的传播和变化。
考虑波浪的传播速度、衰减、反射等因素。
可以使用差分方程、有限元法等数值方法进行计算。
可视化：
根据计算得到的波浪高度数据，将波浪模拟结果可视化。
可以使用图形库或可视化工具来展示波浪的形状和变化。
需要注意的是，二维波浪模拟是一个复杂的问题，涉及到数值计算、物理模型、图形渲染等方面的知识。具体的实现方法和模型选择可以根据需求和应用场景进行调整和优化。同时，还可以结合其他技术和效果，如光照模拟、阴影处理等，以增加波浪模拟的真实感和逼真度。
⛄ 部分代码
clc;clear;
close all
%% Set problem
xmax=500; % x-direction water tank size
ymax=500; % y-direction water tank size
dt=0.4; % time step
dx=10; % x-direction spatial step
dy=10; % y-direction spatial step
g=9.8; % gravity constant
figure
set(gcf,'color','w');
set(gcf,'Renderer','Zbuffer');
%% Visualization
for t=1:100
surf(xh,yh,eta(:,:,t))
zlim([-1 1])
caxis([-1 1])
drawnow
title(['2d wave equation, t=' num2str((t-1)*dt,'%4.0f')]...
,'fontweight','bold');
xlabel('x (m)','fontweight','bold')
ylabel('y (m)','fontweight','bold')
zlabel('\eta, sea surface height (m)','fontweight','bold')
frame = getframe(1);
im = frame2im(frame);
[imind,cm] = rgb2ind(im,256);
if t == 1;
imwrite(imind,cm,'gravitywave2d.gif','gif','DelayTime',0.1, 'Loopcount',inf);
else
imwrite(imind,cm,'gravitywave2d.gif','gif','DelayTime',0.1,'WriteMode','append');
end
end⛄ 运行结果
⛄ 参考文献
[1] 彭棠.数值波浪水池与主动吸收造波方法研究[D].哈尔滨工程大学,2016.DOI:10.7666/d.D01105479.
[2] 李炯.波浪自适应式应急救助艇的设计与仿真研究[D].大连海事大学,2017.