隨著珊瑚礁保護(hù)和建設(shè)的發(fā)展,波浪在珊瑚礁的傳播和增水計(jì)算成為迫切需要解決的熱點(diǎn)問(wèn)題。珊瑚礁海岸的地形條件與普通的近岸地形條件不甚相同,其主要地形特點(diǎn)是極其陡峭的礁前斜坡和大糙率、可滲透的礁面。波浪在珊瑚礁地形上的傳播需要考慮強(qiáng)反射、折射、劇烈破碎、礁坪上的強(qiáng)增水和長(zhǎng)重力波運(yùn)動(dòng)等水動(dòng)力現(xiàn)象以及大糙率、可滲透的礁面的影響,為數(shù)值模擬帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。將已有波浪模型直接應(yīng)用于珊瑚礁系統(tǒng)依然存在許多問(wèn)題。在南海南沙人工島建設(shè)中,就引起過(guò)防波堤設(shè)計(jì)水位和設(shè)計(jì)波高明顯偏小的嚴(yán)重問(wèn)題。因此,尋求或者建立適用于珊瑚礁系統(tǒng)的可靠的波浪數(shù)學(xué)模型具有重要的現(xiàn)實(shí)意義�；诖�,本文將重點(diǎn)關(guān)注陡峭斜坡珊瑚礁和具有骨架的透空礁面的波浪變形和破碎、礁坪增水,對(duì)比研究已有的應(yīng)用于珊瑚礁環(huán)境的三個(gè)波浪數(shù)學(xué)模型可靠性和模擬精度,開(kāi)展適合陡峭珊瑚礁地形的Boussinesq型波浪數(shù)值模型的研究,提出波浪混合破碎模型的改進(jìn)方法,探討波浪在具有層狀骨架或樹(shù)枝狀骨架的珊瑚體礁面上傳播的數(shù)學(xué)模型。（1）對(duì)已有的應(yīng)用于珊瑚礁環(huán)境的三個(gè)波浪數(shù)學(xué)模型（FUNWAVE-TVD、Coulwave和NHWAVE）的可靠性和模擬精度開(kāi)展對(duì)比研究。首先... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

珊瑚礁的全球分布情況（紅色部分為珊瑚礁區(qū)域）

華南理工大學(xué)博士論文波浪在珊瑚礁地形上主要的傳播變形過(guò)程：波浪傳經(jīng)陡峭的礁前斜坡，由深水急劇過(guò)渡到淺水，會(huì)發(fā)生反射和折射，在非線性淺化過(guò)程中波高變大、波峰變陡并最終發(fā)生強(qiáng)烈的非線性破碎。破碎過(guò)程伴隨著大量的能量損耗以及能量頻率的轉(zhuǎn)移，流態(tài)也發(fā)生了變化。大部分波能由于波浪破碎作用和底摩擦作用發(fā)生損耗，波浪破碎的形式和能量耗散率取決于離岸波陡以及礁前斜坡的坡度，在此過(guò)程中伴隨著長(zhǎng)重力波的生成以及平均水位的變化，在破碎前發(fā)生波浪減水，破碎后發(fā)生波浪增水。這種增水效應(yīng)非常明顯，尤其是在低水位時(shí)更為顯著，不容忽略[4]。淺水礁坪上的波高主要由水深控制[5]，因此能否精確的模擬增水會(huì)反過(guò)來(lái)影響礁坪上波高的模擬。

9省某島礁的大糙率表面及珊瑚礁衰退過(guò)程（由上到下 1985 年、1模型方面，目前主要的處理方法是在動(dòng)量方程中添加摩進(jìn)行率定。Filipot 等[65]在 SWAN 模型中引入一種適用于不均勻的底摩擦采用分段變化的底摩擦系數(shù)能夠在一重力波對(duì)摩擦阻力更為敏感，因此 Dongeren 等[12]建議分別率定破碎參數(shù)。但是僅靠底摩擦系數(shù)不能充分反映等。一個(gè)可行的辦法是將大糙率的海底處理為多孔介質(zhì)交界面的滲流，使用分層模型進(jìn)行計(jì)算。前人以開(kāi)發(fā)了層數(shù)學(xué)模型[66-70]，但是將含多孔介質(zhì)的分層模型應(yīng)用于s 等[33]利用下層為多孔介質(zhì)的雙層 Boussinesq 波浪波浪上的傳播變形和破碎。分層模型在珊瑚礁系統(tǒng)水動(dòng)力模

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[9]潮汐流影響下珊瑚島礁附近波浪傳播變形和增水試驗(yàn)[J]. 姚宇,唐政江,杜睿超,蔣昌波.  水科學(xué)進(jìn)展. 2017(04)
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博士論文
[1]基于非靜壓方程的近岸波浪變形數(shù)值模擬研究[D]. 鄒國(guó)良.天津大學(xué) 2013

碩士論文
[1]Boussinesq數(shù)值模型與非靜壓模型在島礁水動(dòng)力計(jì)算中的應(yīng)用[D]. 何棟彬.大連理工大學(xué) 2017
[2]基于緩坡方程數(shù)值模型島礁地形上波浪傳播的模擬[D]. 方亞冰.大連理工大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3368152