【摘要】：波浪由外海傳播至近海時，由于受到水深、地形、建筑物等影響，非線性作用加強，弱非線性彌散關(guān)系不足以描述現(xiàn)有海洋波浪的強非線性現(xiàn)象。本文在總結(jié)概述前人關(guān)于緩坡方程波浪數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出一改進型緩坡方程，并以此為控制方程，采用有限差分方法，模擬近海海域的波浪變形。 從Laplace方程出發(fā)，利用攝動展開法，回顧了傳統(tǒng)緩坡方程和Maa等緩坡方程模式的推導(dǎo)過程，再在Maa等緩坡方程模式的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出包含底坡及底坡曲率影響項、底摩阻能量耗散項和波浪破碎能量耗散項的改進型緩坡方程。其中，在考慮高階項影響的緩坡方程中，存在一待定系數(shù)C_1，并假定C_1為常數(shù)，通過不斷調(diào)整C_1的取值來分析其對改進后的緩坡方程非線性性能的影響。 為了驗證模型的適用性和精度，采用多個經(jīng)典實驗地形進行數(shù)值模擬實驗。對于不同的實驗地形，通過實驗斷面的實測數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果的比較分析，確定出適用于各個實驗地形的最佳C_1值，再將模擬結(jié)果與Maa等緩坡方程模式的計算結(jié)果進行比較，三者的比較結(jié)果表明改進后的緩坡方程比Maa等緩坡方程模式的計算精度有所提高，能更好地擬合實驗數(shù)據(jù)。對于C_1值的統(tǒng)一性和相關(guān)函數(shù)關(guān)系及其物理意義還有待進一步研究與探討。 最后，運用改進型緩坡方程數(shù)學(xué)模型對實際地形進行數(shù)值模擬，模擬得到的數(shù)值結(jié)果與當(dāng)?shù)貙嶋H情況符合較好，說明本文改進的數(shù)學(xué)模型適用于實際復(fù)雜地形條件下的波浪變形。
【學(xué)位授予單位】：河海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：P731.22
【圖文】：

5.2.1計算海域和網(wǎng)格剖分計算海域如圖5.2所示，西南邊界為開邊界，距防波堤1.4拓rn左右。網(wǎng)格空間步長為 10rnX10tn，網(wǎng)格數(shù)為28624。計算海域網(wǎng)格剖分如圖5.3所示。底摩擦系數(shù)取0.01。防波堤為實心式斜坡結(jié)構(gòu)。抽上大陳島315331523152礴扮下:5_oo圖5.2計算海域5.2.2計算方案設(shè)置及主波向確定本研究對計算海域分別進行了三個重現(xiàn)期(50年、25年、2年)、(Nw一NN、v向、w一WNw向、Sw一wsw向)和兩種設(shè)計水位三個波向(極端高水位3.556m、設(shè)計高水位2.256m)組合條件下的波浪折射、繞射及反射所引起的

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本文編號：2720248