波浪是海洋當(dāng)中不可忽視的一種危害極大的波浪,其波長(zhǎng)范圍在幾十米至數(shù)公里不等。典型的長(zhǎng)波如海嘯波,風(fēng)暴潮波等,每年對(duì)沿海地區(qū)造成了極大的生命財(cái)產(chǎn)損失。在長(zhǎng)波的傳播過(guò)程當(dāng)中,波浪會(huì)產(chǎn)生變形并分裂成若干短波浪,這在海嘯波和潮波的實(shí)地觀測(cè)當(dāng)中已經(jīng)得到證實(shí)。分裂過(guò)程會(huì)伴隨著次級(jí)波浪波高的顯著增大,對(duì)沿岸海港結(jié)構(gòu)物造成沖擊。本文旨在通過(guò)數(shù)值模擬的方法對(duì)長(zhǎng)波在平底以及斜坡地形上的傳播過(guò)程進(jìn)行研究,并對(duì)其變形后的波浪在直墻上的作用進(jìn)行了分析。為此,本文通過(guò)時(shí)域高階邊界元方法建立了二維數(shù)值波浪水槽,在自由表面滿足完全非線性動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)邊界條件。通過(guò)此模型,發(fā)現(xiàn)了波浪傳播過(guò)程中高階諧波的生成,并對(duì)其幅值的空間分布特點(diǎn)進(jìn)行了研究,研究了入射波長(zhǎng)和入射波高對(duì)波浪分裂特性的影響,研究了地形作用對(duì)分裂過(guò)程的加速作用。最后,對(duì)分裂后的波浪在直墻上的作用以及直墻位置對(duì)波浪爬高的影響進(jìn)行了分析。本文發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)波浪在傳播過(guò)程中會(huì)發(fā)生變形,其程度與長(zhǎng)波浪的波長(zhǎng)有關(guān),其分裂波浪的個(gè)數(shù)隨著入射波長(zhǎng)和入射波幅的增大而增加。分裂現(xiàn)象的原因是長(zhǎng)波在傳播過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高階諧波,波幅在空間上呈現(xiàn)周期性的變化,其重現(xiàn)距離和幅值隨著波長(zhǎng)的增大...

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究工作
2 基本理論與數(shù)值方法
    2.1 控制方程及邊界條件
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 邊界條件
        2.1.3 初始條件
    2.2 數(shù)值方法
        2.2.1 邊界積分方程的建立
        2.2.2 積分方程的離散
        2.2.3 波浪力的計(jì)算
    2.3 時(shí)間步進(jìn)方法
    2.4 本章小結(jié)
3 長(zhǎng)波傳播特征的數(shù)值模擬
    3.1 模型驗(yàn)證
    3.2 波長(zhǎng)對(duì)長(zhǎng)波變形的影響
    3.3 入射波幅對(duì)長(zhǎng)波變形的影響
    3.4 傳播距離對(duì)長(zhǎng)波變形的影響
    3.5 長(zhǎng)波在變形過(guò)程中的能量分布特性
    3.6 本章小結(jié)
4 長(zhǎng)波在地形上傳播特征的模擬分析
    4.1 斜坡對(duì)長(zhǎng)波變形的影響
    4.2 平臺(tái)上水深對(duì)長(zhǎng)波波幅的影響
    4.3 波浪在臺(tái)階上的傳播
    4.4 地形上波浪的能量分布
    4.5 本章小結(jié)
5 長(zhǎng)波與直墻作用的數(shù)值模擬
    5.1 波浪入射頻率對(duì)長(zhǎng)波與直墻相互作用的影響
    5.2 長(zhǎng)波與直墻相互作用的非線性分析
    5.3 直墻位置對(duì)波浪爬高的影響
    5.4 本章小結(jié)
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



本文編號(hào)：3876620