波浪是海洋當(dāng)中不可忽視的一種危害極大的波浪,其波長范圍在幾十米至數(shù)公里不等。典型的長波如海嘯波,風(fēng)暴潮波等,每年對沿海地區(qū)造成了極大的生命財產(chǎn)損失。在長波的傳播過程當(dāng)中,波浪會產(chǎn)生變形并分裂成若干短波浪,這在海嘯波和潮波的實地觀測當(dāng)中已經(jīng)得到證實。分裂過程會伴隨著次級波浪波高的顯著增大,對沿岸海港結(jié)構(gòu)物造成沖擊。本文旨在通過數(shù)值模擬的方法對長波在平底以及斜坡地形上的傳播過程進行研究,并對其變形后的波浪在直墻上的作用進行了分析。為此,本文通過時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力學(xué)和運動學(xué)邊界條件。通過此模型,發(fā)現(xiàn)了波浪傳播過程中高階諧波的生成,并對其幅值的空間分布特點進行了研究,研究了入射波長和入射波高對波浪分裂特性的影響,研究了地形作用對分裂過程的加速作用。最后,對分裂后的波浪在直墻上的作用以及直墻位置對波浪爬高的影響進行了分析。本文發(fā)現(xiàn),長波浪在傳播過程中會發(fā)生變形,其程度與長波浪的波長有關(guān),其分裂波浪的個數(shù)隨著入射波長和入射波幅的增大而增加。分裂現(xiàn)象的原因是長波在傳播過程中會產(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的增大...

【文章頁數(shù)】：72 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 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 波浪力的計算
    2.3 時間步進方法
    2.4 本章小結(jié)
3 長波傳播特征的數(shù)值模擬
    3.1 模型驗證
    3.2 波長對長波變形的影響
    3.3 入射波幅對長波變形的影響
    3.4 傳播距離對長波變形的影響
    3.5 長波在變形過程中的能量分布特性
    3.6 本章小結(jié)
4 長波在地形上傳播特征的模擬分析
    4.1 斜坡對長波變形的影響
    4.2 平臺上水深對長波波幅的影響
    4.3 波浪在臺階上的傳播
    4.4 地形上波浪的能量分布
    4.5 本章小結(jié)
5 長波與直墻作用的數(shù)值模擬
    5.1 波浪入射頻率對長波與直墻相互作用的影響
    5.2 長波與直墻相互作用的非線性分析
    5.3 直墻位置對波浪爬高的影響
    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：3876620