波浪在礁坪地形上的傳播演變規(guī)律研究.pdf

1、帶有一定坡度的珊瑚礁坪地形作為一些島礁的天然屏障，很久以來(lái)一直吸引著國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。同時(shí)隨著我國(guó)南海的不斷開(kāi)發(fā)，有著廣泛分布的島礁地形的工程意義得到了越來(lái)越多的發(fā)掘，國(guó)外已有諸多在礁坪上進(jìn)行港口水工建筑物的實(shí)例。當(dāng)來(lái)自深水的波浪傳播至礁坪前方的陡坡時(shí)，急劇的水深變化引起的波浪破碎會(huì)使得礁坪上水體的運(yùn)動(dòng)更加復(fù)雜?；谏汉鹘傅匦蔚膹?fù)雜性，對(duì)于深水波浪越過(guò)一定坡度后進(jìn)入礁坪的傳播演變特性一直缺少全面深入的研究。另外，由于波浪破碎所引發(fā)的珊瑚

2、礁坪上水體的流動(dòng)問(wèn)題也是工程和學(xué)術(shù)界關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題之一。
　　本文在總結(jié)現(xiàn)有相關(guān)研究工作的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并開(kāi)展了深水波浪在礁坪地形上傳播的二維斷面試驗(yàn)。將環(huán)礁地形進(jìn)行了簡(jiǎn)化，利用具有一個(gè)1∶1的陡坡以及后方潟湖的模型進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)，對(duì)不同水深及入射條件下的規(guī)則波浪在該地形上傳播時(shí)的波面演變規(guī)律、沿程波高、波浪引發(fā)的增減水以及礁坪上的波生流特性進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析。對(duì)比研究了包括干礁坪時(shí)的波浪變形規(guī)律，探討了礁坪及潟湖中由于水深劇

3、變引發(fā)的頻率變化規(guī)律。通過(guò)對(duì)比各個(gè)入射波浪條件下地形沿程的波高、平均水面變化趨勢(shì)，討論了波高、周期與水深作為參數(shù)對(duì)波浪沿程波高與水位變化的影響規(guī)律?；谠囼?yàn)流速數(shù)據(jù)，分析了礁坪上波生流特性，并利用OpenFOAM開(kāi)源軟件對(duì)珊瑚礁坪上波浪的傳播進(jìn)行模擬，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。基于試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算得到的礁坪上流速信息的統(tǒng)計(jì)分析，得到了礁坪上波生流的經(jīng)驗(yàn)分析公式。
　　本文初步給出了深水陡坡條件下波浪在礁坪上傳播時(shí)的波面形態(tài)演變規(guī)律