淺水區(qū)域隨機(jī)波浪的非線(xiàn)性特征研究.pdf_第1頁(yè)
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1、波浪由深水傳播到淺水的過(guò)程中,由于淺水變形及非線(xiàn)性的影響,波浪的形態(tài)會(huì)發(fā)生巨大變化,如波長(zhǎng)變短,波幅、波陡變大及波浪破碎。
  Boussinesq方程對(duì)模擬波浪在淺水傳播過(guò)程中的變化比較理想,本文利用改進(jìn)的線(xiàn)性色散關(guān)系可以達(dá)到一階Stokes波色散關(guān)系Padé[4,4]近似,精確到O(μ2,ε3μ2)的完全非線(xiàn)性Boussinesq方程來(lái)模擬波浪在淺水區(qū)域傳播過(guò)程。通過(guò)與理論靶譜、物理模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,證明了該模型模擬隨

2、機(jī)波浪在近岸傳播的有效性。隨后應(yīng)用該數(shù)值模型研究了隨機(jī)波浪在潛堤上傳播的變形情況,波浪非線(xiàn)性特征參數(shù)(如不對(duì)稱(chēng)度,偏度)的變化。結(jié)果表明,隨著水深的減小,波浪的不對(duì)稱(chēng)度和偏度逐漸增大,它們的最大值均出現(xiàn)在堤頂迎浪側(cè),然后逐漸減小,如果堤頂淺水區(qū)足夠長(zhǎng),它們?cè)诘添?xiàng)淺水區(qū)會(huì)達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài),之后在反變淺區(qū)水深增加的過(guò)程中偏度逐漸減小到零,而不對(duì)稱(chēng)度有一個(gè)略微的增長(zhǎng)然后再逐漸減小到零?;诓孢^(guò)程線(xiàn)的波形變化及其波浪譜變化分析了這些參數(shù)變化

3、的原因,接下來(lái)基于小波二階譜分析了小波二階譜實(shí)部與偏度、虛部與不對(duì)稱(chēng)度變化的關(guān)系。然后分析了潛堤坡度、譜峰周期、波陡、堤頂淺水區(qū)水深、譜峰因子等因素對(duì)不對(duì)稱(chēng)度和偏度變化的影響。隨后分析了變淺區(qū)、反變淺區(qū)、堤項(xiàng)淺水區(qū)三個(gè)區(qū)域不對(duì)稱(chēng)度和偏度與當(dāng)?shù)豒rsell數(shù)的關(guān)系,根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果擬合了各區(qū)域波浪的不對(duì)稱(chēng)度和偏度與Ursell數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)公式,并與相關(guān)研究進(jìn)行了對(duì)比。
  最后利用該模型研究了隨機(jī)波浪在潛堤上傳播時(shí)畸形波的發(fā)生情況及

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