畸形波是一種危害巨大的海洋災(zāi)害,但有關(guān)的研究還處于起步階段,其發(fā)生機(jī)理和發(fā)生概率還不明確。目前國(guó)內(nèi)外研究畸形波的數(shù)值模型多建立在線性疊加方法或三階非線性薛定諤方程基礎(chǔ)之上,而畸形波的特性決定了組成波之間的非線性相互作用對(duì)其生成至關(guān)重要,因而需要考慮更高階的非線性來(lái)加以模擬。本文的主要目的是建立一個(gè)深水四階非線性波浪數(shù)值模型來(lái)有效地模擬畸形波的生成,研究其內(nèi)部可能機(jī)理,并對(duì)其相關(guān)影響因素進(jìn)行分析。為了克服三階非線性薛定諤方程和線性疊加方法建立數(shù)值模型時(shí)考慮非線性作用的不足,本文以考慮平均流效應(yīng)的四階修正非線性薛定諤方程為基礎(chǔ),建立移動(dòng)坐標(biāo)系統(tǒng)下的深水非線性波列演化的數(shù)值模型,模型采用離散步長(zhǎng)的偽譜方法來(lái)求解,并且通過(guò)模擬周期波群和包絡(luò)孤立波的傳播來(lái)予以驗(yàn)證。緩慢調(diào)制的周期波列在演化過(guò)程中存在邊帶不穩(wěn)定性（即Benjamin-Feir不穩(wěn)定性）,該不穩(wěn)定性可引起波列振幅在局部以指數(shù)增長(zhǎng)。本文以該特性為基礎(chǔ),模擬了邊帶擾動(dòng)和JONASWAP譜描述的隨機(jī)波條件下波列的演化和畸形波的生成,并將數(shù)值結(jié)果與相應(yīng)的物理模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較驗(yàn)證。研究表明,本文所建立的數(shù)值模型能夠有效地模擬深水波列的演化... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

油船Ess

大連理{_大學(xué)博十學(xué)位論文圖1.!油輪 worklGlory號(hào)被畸形波擊中而沉入海底 Fig.1.1WorldGloryShiP’ 5sinkingwithfreakwave圖1.2油船Ess。Languedoc上拍攝到的畸形波 Fig.1.2FreakwavePhotoontheEssoLanguedoeshiP1984年北海挪威海域Ekofisk油田位于平均海面以上ZOm的2/4一A采油平臺(tái)因受到畸形波襲擊而造成了一定的損毀122]，在該事故中，平臺(tái)控制室的墻壁被波浪擊毀，生產(chǎn)停頓了24小時(shí)。1969一1994年近25年的時(shí)間里，太平洋和大西洋上共有22艘巨輪因遭遇畸形波而失事[l7]，造成了約525人傷亡，發(fā)生災(zāi)難的具體分布位置見(jiàn)圖1.3。

圖1.31968一1994年巨輪同畸形波相遇的統(tǒng)計(jì)分布F19.1.3StatistiesofthesuPer一earriereollisionwithfreakwaves(1968一1994)年1月1日畸形波襲擊了北海水深為70m水域的Dranpner采油平臺(tái)，定的損壞。該波(如圖1.4)即為著名的“新年波”[23][24][25]，是目前記波:波高為25.6m，波峰高度為18.sm，周期約為125，而當(dāng)時(shí)的有效波由線性色散關(guān)系得出波長(zhǎng)大約是22Om，色散參數(shù)為2，因此該畸形波可進(jìn)波來(lái)考慮，并且其非線性是非常強(qiáng)的。{{{{{{{_____{{{{{{{{{{{{{{}}}.............………n︼匕勺內(nèi)‘乙八月1.月..︵任︶八O峙月00一4門(mén)>0一000.七二S

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]畸形波數(shù)值模擬和定點(diǎn)生成[J]. 裴玉國(guó),張寧川,張運(yùn)秋.  海洋工程. 2006(04)
[2]南非沿岸怪浪的部析與預(yù)防[J]. 田桂新.  航海技術(shù). 2006(01)
[3]淺談畸形波的波形模擬[J]. 伍進(jìn),肖輝.  中國(guó)海洋平臺(tái). 2005(04)
[4]三維極限波的產(chǎn)生方法及特性[J]. 柳淑學(xué),洪起庸.  海洋學(xué)報(bào)(中文版). 2004(06)
[5]Generation and Properties of Freak Waves in A Numerical Wave Tank[J]. 韓濤,張慶河,龐紅犁,秦崇仁.  China Ocean Engineering. 2004(02)
[6]畸形波的實(shí)驗(yàn)室模擬[J]. 芮光六,董艷秋,張智.  中國(guó)海洋平臺(tái). 2004(03)
[7]異常波及其對(duì)海上結(jié)構(gòu)鈴振現(xiàn)象的影響[J]. 龐紅犁,張慶河,秦崇仁.  水道港口. 2003(03)
[8]關(guān)于一種危害船舶安全的波浪—Freak波的探討[J]. 董艷秋,陳學(xué)闖,楊冠聲.  船舶力學(xué). 2003(02)
[9]畸形波對(duì)圓柱作用力計(jì)算的波形改造法[J]. 楊冠聲,董艷秋,陳學(xué)闖.  港工技術(shù). 2003(01)
[10]非線性freak波分析及模擬理論探討[J]. 陳學(xué)闖,董艷秋,楊冠聲.  海洋工程. 2003(01)

博士論文
[1]張力腿平臺(tái)非線性波浪載荷和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)研究[D]. 楊冠聲.天津大學(xué) 2003
[2]極端波浪作用下海上結(jié)構(gòu)物高頻共振響應(yīng)的數(shù)值模擬研究[D]. 龐紅犁.天津大學(xué) 2003

碩士論文
[1]二維聚焦極限波浪的模擬研究[D]. 黃金剛.大連理工大學(xué) 2004
[2]畸形波的模擬方法及基本特性研究[D]. 黃國(guó)興.大連理工大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3373558