近岸流的三維數(shù)值模擬研究.pdf

1、在海岸地區(qū)，準確預(yù)測近岸地區(qū)的水流運動對于泥沙輸運、海岸演變與環(huán)境等問題的研究具有重要意義，而近岸水流的運動受到各種因素的影響，特別是波浪動力較強時，合理預(yù)測近岸水流運動必須準確描述波浪的作用。以往研究大多數(shù)是在對波浪的影響，例如波浪輻射應(yīng)力、波浪破碎產(chǎn)生的表面應(yīng)力和波流共同作用下的底部切應(yīng)力等做出許多簡化假設(shè)或者在未能全面考慮這些影響因素的條件下得到的。因此，在合理、全面地考慮波浪影響的基礎(chǔ)上建立三維近岸水流模型，并對波浪作用下的近岸

2、流場進行研究，在學(xué)術(shù)上和工程應(yīng)用上均有重要意義。
　　 本文首先基于二階斯托克斯波和二階橢圓余弦波理論推導(dǎo)了非線性波輻射應(yīng)力垂向分布，并討論了其分布規(guī)律；其次引入ELCIRC三維水流模型和REFDIF波浪模型，將包含非線性波輻射應(yīng)力垂向分布、波浪破碎水滾應(yīng)力、波流共同作用下的床面摩阻引入到三維水流模型中，建立了可以描述復(fù)雜近岸波生流系統(tǒng)的近岸三維水動力模型，并利用已有波浪增減水、近底回流和沿岸流實驗數(shù)據(jù)對該模型進行了驗證。

3、>　　 基于上述近岸三維水動力模型，本文分別詳細研究了近岸流中的沿岸流與裂流現(xiàn)象。沿岸流現(xiàn)象數(shù)值模擬研究結(jié)果表明波浪作用下沿岸流的分布受到入射波高、入射角度和岸灘地形坡度的影響并呈現(xiàn)如下分布規(guī)律：隨著波浪入射波高的增大，沿岸流的速度和影響范圍也越大；當波浪入射角度達到45°時，沿岸流的速度達到最大值；緩坡上沿岸流普遍大于陡坡上沿岸流的影響范圍，陡坡地形上的沿岸流分布比較集中。裂流現(xiàn)象計算結(jié)果表明波浪作用下裂流的分布受到入射波高、入射角