波浪在變水深區(qū)域,波浪折射波能聚集,波高增大,是極端波浪可能形成的機理之一,因此對地形導致的波浪空間聚焦特性的研究具有重要意義。本文采用非靜壓模型通過數(shù)值模擬的方法對波浪空間聚焦的影響因素進行了詳細研究。通過重復前人的物理實驗,驗證非靜壓模型模擬變水深地形上波浪演化的準確性。在此基礎之上對帶凸起的斜坡淺灘以及圓錐和圓臺兩類地形上波浪空間聚焦的特性以及影響因素進行了詳細探討。研究發(fā)現(xiàn)波浪在帶凸起的斜坡淺灘地形上傳播時,波浪發(fā)生空間聚焦,波高增大,非線性增強。聚焦特性受入射波浪初始kh值、無綱參數(shù)kR值和斜坡凸起形狀的影響。入射波浪kh值越小,波浪非線性相互作用越強,波峰越尖,波谷越平坦,大波概率越大。初始kR值與波向線偏轉(zhuǎn)速度有關,初始kR值越大,波向線偏轉(zhuǎn)速度越小,最大波高位置距斜坡起點距離越大。此外,當突起處等深線為指數(shù)型且凸起寬度一定時,指數(shù)?的大小對聚焦區(qū)域內(nèi)相對波高分布有一定影響。通過規(guī)則波與不規(guī)則波在相同凸起斜坡地形上傳播的對比,結(jié)果表明,不規(guī)則波由于波浪相互作用更為復雜,空間聚焦達到的最大相對波高值小于規(guī)則波空間聚焦達到的最大相對波高值,且不規(guī)則波最大相對波高出現(xiàn)位置一般較... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 文獻綜述
        1.2.1 波浪聚焦的定義及分類
        1.2.2 地形折射作用下波浪聚焦的研究概況
    1.3 本文的主要研究工作
2 非靜壓模型介紹
    2.1 控制方程
    2.2 邊界條件
    2.3 離散方程求解方法
    2.4 波浪破碎的模擬
    2.5 適用范圍
3 非靜壓模型驗證
    3.1 色散精度驗證
    3.2 二維潛堤上波浪傳播驗證
    3.3 橢圓形淺灘上波浪傳播的驗證
    3.4 波浪聚焦驗證
4 凸起斜坡地形上波浪聚焦特性研究
    4.1 凸起斜坡地形及模擬組次
    4.2 規(guī)則波聚焦特性研究
        4.2.1 波浪形態(tài)的沿程變化
        4.2.2 波浪諧波分析
        4.2.3 聚焦區(qū)域的位置及大小的研究
    4.3 不規(guī)則波聚焦特性研究
        4.3.1 波浪頻譜的沿程演變
        4.3.2 波浪非線性特征量的研究
        4.3.3 波高概率分布的研究
        4.3.4 聚焦區(qū)域位置及大小的研究
    4.4 規(guī)則波與不規(guī)則波聚焦特性對比研究
        4.4.1 最大相對波高值的對比
        4.4.2 最大相對波高位置的對比
    4.5 本章小結(jié)
5 圓錐及圓臺地形上波浪聚焦特性研究
    5.1 射線理論
    5.2 數(shù)值地形與模擬組次
        5.2.1 圓臺地形
        5.2.2 數(shù)值模擬組次
    5.3 圓錐地形上波浪聚焦特性研究
        5.3.1 波浪非線性特征量的演變
        5.3.2 波浪譜的沿程演變
        5.3.3 波高概率分布的研究
        5.3.4 聚焦區(qū)域位置及大小的研究
    5.4 圓臺地形上波浪聚焦特性研究
        5.4.1 波浪非線性特征量的演變
        5.4.2 波浪譜的沿程演變
        5.4.3 波高概率分布的研究
        5.4.4 聚焦區(qū)域位置及大小的研究
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
博士論文
[1]多向聚集極限波浪的模擬研究[D]. 李金宣.大連理工大學 2008

碩士論文
[1]多向聚焦波浪與直立圓柱作用的試驗研究[D]. 王占行.大連理工大學 2012
[2]反常波海面一維表征模型研究[D]. 南撐峰.武漢理工大學 2009
[3]高階Boussinesq方程的數(shù)值模型[D]. 王濤.大連理工大學 2002



本文編號：3649312