淺水區(qū)域隨機(jī)波浪的非線性特征研究.pdf

1、波浪由深水傳播到淺水的過程中，由于淺水變形及非線性的影響，波浪的形態(tài)會(huì)發(fā)生巨大變化，如波長變短，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程中的變化比較理想，本文利用改進(jìn)的線性色散關(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）的完全非線性Boussinesq方程來模擬波浪在淺水區(qū)域傳播過程。通過與理論靶譜、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，波浪非線性特征參數(shù)（如不對(duì)稱度，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，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)水深增加的過程中偏度逐漸減小到零，而不對(duì)稱度有一個(gè)略微的增長然后再逐漸減小到零?；诓孢^程線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