基于物理模型實(shí)驗(yàn)研究瞬態(tài)沖擊波在臺階地形上傳播過程,揭示由于反射而在海脊上出現(xiàn)的波浪俘獲現(xiàn)象。結(jié)果表明:在瞬態(tài)波產(chǎn)生區(qū)域附近,海脊上所測到的先導(dǎo)波即為最大波,其由泄漏至海脊外的深水波繞射至海脊所致。隨著傳播距離的增加,由于頻散效應(yīng)的影響,先導(dǎo)波逐漸減小,沿臺階近似直線傳播的海脊俘獲波和在臺階上曲折傳播的海脊俘獲波逐漸顯現(xiàn)。在距離波浪產(chǎn)生較遠(yuǎn)區(qū)域所測的最大波晚于先導(dǎo)波出現(xiàn),且這些由俘獲波所疊加而成的最大波隨著傳播距離的增加而呈現(xiàn)出更加復(fù)雜的波面過程。 

【文章來源】：海洋預(yù)報. 2020,37(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)地形與造波裝置

圖1 實(shí)驗(yàn)地形與造波裝置由前文分析可知，由水箱產(chǎn)生的沖擊波有部分能量泄漏至海脊外的深水區(qū)，由于波浪的繞射作用這些波浪又進(jìn)一步輻射至海脊。由于波浪在水深較大的區(qū)域傳播速度較快，這些波浪成份通常對應(yīng)于波高儀所測的前幾個波列過程。采用線性波理論計算其在海脊外的深水區(qū)傳播速度，并由之估算處其到達(dá)各測點(diǎn)的時間（見圖3橙色線）。各測點(diǎn)中的第一個波到達(dá)時刻與理論幾乎一致，表明海脊上不同位置處的前幾個大波均為由外海深水繞射而至。

由水箱在重力作用下產(chǎn)生的沖擊波部分能量泄漏至海脊外，且傳播速度較快首先到達(dá)海脊邊緣并進(jìn)一步傳播至海脊上形成俘獲波。以24 m處截面為例，深水區(qū)的波繞射至臺階上時最先由位于臺階邊緣處波高儀D5測得（見圖5a所示）。臺階左右兩側(cè)的繞射波繼續(xù)向中間傳播，在D1測得近似為D5處兩倍的波動（見圖5b所示）。左右側(cè)的繞射波繼續(xù)分別向右側(cè)和左側(cè)傳播，當(dāng)其到達(dá)臺階邊緣處時，一部分波泄漏至海脊外另一部分波則在此被反射回來（見圖5c所示）。圖6為24 m處截面5個波高儀所測得波面過程。在13 s時，深水區(qū)的第一個繞射波首先到達(dá)D5，其對應(yīng)的波高約為0.34 cm。其繼續(xù)向臺階中間傳播，并在臺階中間位置D1處與另外一側(cè)傳播而至的波浪匯合，導(dǎo)致此處的波高為0.67 cm、約是D5測得結(jié)果的兩倍。這些波浪繼續(xù)傳播，導(dǎo)致另一側(cè)的繞射波約在17 s左右時到達(dá)D5，此時波高為0.32 cm，與第一個波的波高基本一致。此后部分波浪被反射至臺階上繼續(xù)傳播。23 s和29 s左右時第二個和三個深水區(qū)的繞射波相繼到達(dá)臺階，其傳播過程和第一個繞射波基本一致，在每一個深水區(qū)繞射波到達(dá)臺階之后，都會有部分的波浪被臺階地形所俘獲。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雙曲余弦海脊上海嘯俘獲波的解析與數(shù)值研究[J]. 王崗,胡見,王培濤,張振偉.  海洋學(xué)報. 2018(05)
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本文編號：3135015