格子Boltzmann方法在自由面流动数值模拟中的理论、实践与创新

一、引言

1.1研究背景与意义

自由面流动作为一种常见的流体力学现象，广泛存在于自然界与各类工程领域之中。在自然界，海浪的起伏、江河的奔腾、雨滴的坠落等，均是自由面流动的典型表现。以海浪为例，其形成与风、地球引力以及海洋地形等多种因素密切相关。风对海面施加应力，使得海水产生波动，而地球引力则促使这些波动不断调整和传播，形成了复杂多变的海浪形态。海浪的研究对于海洋生态系统、海洋运输以及海岸防护等具有重要意义。在海洋生态系统中，海浪的运动影响着海洋中营养物质的分布和海洋生物的生存环境；在海洋运输方面，海浪的状况直接关系到船舶航