波浪破碎是海洋活動中極為常見的現(xiàn)象。當(dāng)波浪傳播進(jìn)入淺水區(qū)時,因波陡增大會發(fā)生破碎,而深水波浪,如風(fēng)浪,也會發(fā)生破碎。波浪破碎對海氣交界面及海洋環(huán)境的相關(guān)運(yùn)動具有相當(dāng)重要的作用,而且波浪破碎會消耗大量波能,破碎波如遇到建筑物,也會產(chǎn)生很大的沖擊力。為進(jìn)一步了解波浪破碎的特征及機(jī)理,有必要對波浪破碎的流場進(jìn)行更加細(xì)致的研究,但由于傳統(tǒng)的測量方法限制,不能得到更加全面的破碎流場信息。目前,應(yīng)用PIV技術(shù)及BIV技術(shù)在波浪破碎的測量上可以有效地解決傳統(tǒng)接觸式測量或單點(diǎn)式測量方法的缺陷,但PIV技術(shù)和BIV技術(shù)針對實(shí)驗(yàn)室波浪破碎的測量方法以及對實(shí)驗(yàn)室生成的破碎波流場都有待進(jìn)一步探究。針對上述問題,本文根據(jù)破碎波試驗(yàn),對PIV及BIV技術(shù)在波浪破碎測量中的方法、驗(yàn)證及改善、破碎波流場特征等進(jìn)行了討論,主要的研究內(nèi)容及成果如下:（1）搭建了用于實(shí)驗(yàn)室測量破碎波的PIV及BIV系統(tǒng),并對其進(jìn)行了驗(yàn)證。根據(jù)PIV及BIV基本原理及前人文獻(xiàn)總結(jié),在實(shí)驗(yàn)室搭建了適用于破碎波測量的PIV及BIV系統(tǒng);根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備,對搭建的PIV及BIV系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的驗(yàn)證試驗(yàn),證明了該系統(tǒng)測量的準(zhǔn)確性。（2）證明了兩... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)值模擬在波浪破碎方面的發(fā)展
        1.2.2 現(xiàn)場觀測在波浪破碎方面的發(fā)展
        1.2.3 模型試驗(yàn)在波浪破碎方面的發(fā)展
    1.3 本文研究主要內(nèi)容
2 破碎測量試驗(yàn)介紹
    2.1 試驗(yàn)方法與設(shè)備
        2.1.1 試驗(yàn)設(shè)備
        2.1.2 試驗(yàn)布置
        2.1.3 試驗(yàn)造波方法
        2.1.4 試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置
    2.2 破碎波特征參數(shù)及分析
        2.2.1 氣泡區(qū)最大水平速度
        2.2.2 渦量
        2.2.3 破碎過程結(jié)構(gòu)特征
3 基于PIV和 BIV耦合的測量系統(tǒng)
    3.1 粒子圖像測速方法(PIV)介紹
    3.2 氣泡圖像測速方法(BIV)介紹
    3.3 PIV-Lab介紹
    3.4 測量系統(tǒng)驗(yàn)證
        3.4.1 波浪重復(fù)性
        3.4.2 二維水槽流速驗(yàn)證
        3.4.3 PIV測量系統(tǒng)驗(yàn)證
        3.4.4 BIV測量系統(tǒng)驗(yàn)證
    3.5 圖像標(biāo)定
4 氣泡圖像測速方法分析
    4.1 照明方案中燈光的布置
    4.2 不同照明方案之效果及流速場
        4.2.1 一般BIV照明方案
        4.2.2 激光與前置燈
        4.2.3 激光與后置燈
        4.2.4 上部燈
        4.2.5 上部燈與前置燈
        4.2.6 上部燈與后置燈
    4.3 照明方案結(jié)果分析
5 破碎流場特性分析
    5.1 破碎全域流場
        5.1.1 圖像拼接
        5.1.2 重疊區(qū)域處速度處理
        5.1.3 不同時刻下的破碎全域流場
    5.2 工況1破碎過程分析
        5.2.1 速度及結(jié)構(gòu)特征分析
        5.2.2 渦量分析
    5.3 不同工況下氣泡區(qū)最大水平速度隨時間變化之關(guān)系
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]深水波浪破碎時波浪演化特征實(shí)驗(yàn)研究[J]. 梁書秀,張怡輝,孫昭晨.  海洋工程. 2016(01)
[2]破碎波作用下床面形態(tài)研究及泥沙受力分析[J]. 李青峰,程永舟,韓二品,潘昀.  水利水運(yùn)工程學(xué)報. 2015(04)
[3]波浪在珊瑚礁地形上破碎特性試驗(yàn)研究[J]. 柳淑學(xué),劉寧,李金宣,方亞冰,劉思.  海洋工程. 2015(02)
[4]斜坡平臺上波浪破碎變形PIV試驗(yàn)研究[J]. 蔣昌波,張陳浩,姚宇,鄧斌.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2012(04)
[5]NUMERICAL SIMULATION OF PROPAGATION AND BREAKING PROCESSES OF A FOCUSED WAVES GROUP[J]. HUANG Zong-liu, LIN Peng-zhi State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065,.  Journal of Hydrodynamics. 2012(03)
[6]氣液兩相流中氣泡速度的圖像處理[J]. 程文,宋策,劉文洪,Yuichi Murai.  工程熱物理學(xué)報. 2009(01)
[7]隨機(jī)波浪作用下近岸波流場的數(shù)值模擬[J]. 唐軍,沈永明,崔雷,鄭永紅.  力學(xué)學(xué)報. 2008(04)
[8]多向聚焦破碎波的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 柳淑學(xué),李金宣,KEYYONG Hong.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2007(03)
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[10]孤立波破碎過程試驗(yàn)與數(shù)模結(jié)果比較[J]. 王永學(xué).  大連理工大學(xué)學(xué)報. 1994(04)

博士論文
[1]空氣墊層在波浪對水平板沖擊中的作用研究[D]. 任喜峰.大連理工大學(xué) 2019
[2]海浪模式白浪耗散項(xiàng)的改進(jìn)和海洋水體混合過程的研究[D]. 張怡輝.大連理工大學(xué) 2016
[3]直立堤前的破碎波流場特征及波浪力研究[D]. 孫英偉.大連理工大學(xué) 2012

碩士論文
[1]粒子圖像測速（PIV）技術(shù)在水槽波浪中的研究[D]. 龍曉警.天津大學(xué) 2009



本文編號：3448841