波浪是海洋當(dāng)中最為主要的物理現(xiàn)象之一。它直接關(guān)系到海岸工程(如港口建設(shè)、河口治理、岸灘防護等)的安全,與海上運輸、水產(chǎn)養(yǎng)殖和濱海企業(yè)等的建設(shè)與發(fā)展都密切相關(guān)。因此研究波浪的傳播變形具有非常重要的意義。目前在對波浪問題的研究方面,經(jīng)常采用數(shù)學(xué)模型來模擬波浪的傳播變形。本文結(jié)合前人提出的幾個獨立的波浪數(shù)學(xué)模型,進行模塊化、集成化和系統(tǒng)化,旨在建立一個能夠應(yīng)用于實際工程的近岸波浪數(shù)值模型系統(tǒng),通過該模型系統(tǒng)可以實現(xiàn)由外海波浪推算出近岸口門(或堤前)波要素,進而推算出港內(nèi)(或堤后)波浪場的一體化波浪模擬過程。 本文模型系統(tǒng)主要由兩部分組成,波浪淺水變形計算模塊和港內(nèi)波浪繞射計算模塊。港內(nèi)波浪繞射計算模塊又包含規(guī)則波繞射計算模塊和不規(guī)則波繞射計算模塊。首先,建立在復(fù)雜地形條件下,考慮風(fēng)能輸入以及底摩阻等因素影響的淺水波浪折射繞射數(shù)學(xué)模型,作為波浪淺水變形計算模塊。通過該模塊,只要給定外海波要素,便可以求出口門(或堤前)波要素。其次,基于單元點法求解Helmholtz型緩坡方程建立考慮邊界反射的規(guī)則波繞射數(shù)學(xué)模型,作為規(guī)則波繞射計算模塊。再次,根據(jù)海港水文規(guī)范中推薦的不規(guī)則波繞射可以由規(guī)則...

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 近岸波浪的研究進展
        1.2.1 Boussinesq方程模型
        1.2.2 緩坡方程模型
        1.2.3 能量平衡方程模型
    1.3 不規(guī)則波繞射模型概況
        1.3.1 Ito等方程
        1.3.2 Helmholtz方程
        1.3.3 波浪繞射非線性數(shù)值模型
        1.3.4 多向不規(guī)則波繞射數(shù)值模型
    1.4 本文研究方法和內(nèi)容
第二章 模型系統(tǒng)的建立
    2.1 波浪淺水變形數(shù)學(xué)模型
        2.1.1 模型的控制方程
        2.1.2 方程的離散
        2.1.3 邊界條件
    2.2 規(guī)則波繞射數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 關(guān)于波勢函數(shù)與繞射系數(shù)
        2.2.2 模型的邊界條件
        2.2.3 模型的控制方程
        2.2.4 模型的簡化
    2.3 不規(guī)則波繞射數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 譜的概述
        2.3.2 不規(guī)則波與海浪譜
        2.3.3 不規(guī)則波繞射的計算方法
第三章 模型系統(tǒng)的數(shù)值求解
    3.1 波浪計算模型系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程
    3.2 波浪淺水變形計算模塊
        3.2.1 數(shù)值求解
        3.2.2 計算流程
    3.3 規(guī)則波繞射計算模塊
        3.3.1 數(shù)值求解
        3.3.2 計算流程
    3.4 不規(guī)則波繞射計算模塊
        3.4.1 數(shù)值求解
        3.4.2 計算流程
    3.5 規(guī)則波繞射兩種簡化數(shù)學(xué)模型
        3.5.1 計算流程
        3.5.2 計算結(jié)果
第四章 模型系統(tǒng)的驗證
    4.1 島式防波堤波浪繞射計算驗證
    4.2 突堤波浪繞射計算驗證
        4.2.1 與規(guī)范結(jié)果的比較
        4.2.2 與物理模型試驗結(jié)果的比較
        5.2.3 與其他數(shù)學(xué)模型結(jié)果的比較
第五章 模型系統(tǒng)的應(yīng)用實例
    5.1 浙江某漁港工程
        5.1.1 工程概況
        5.1.2 堤前設(shè)計波要素的計算
        5.1.3 港內(nèi)波浪繞射計算
        5.1.4 模型檢驗及計算結(jié)果分析
    5.2 福建某漁港防波堤改造工程
        5.2.1 工程概況
        5.2.2 堤前設(shè)計波要素計算
        5.2.3 堤后波浪繞射計算
        5.2.4 計算結(jié)果分析
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 本文研究成果
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝



本文編號：3747106