基于緩坡方程數(shù)值模型島礁地形上波浪傳播的模擬.pdf

1、波浪從深海傳至近岸島礁時(shí)，一般需要經(jīng)過落差較大的礁坪邊緣，水深發(fā)生急劇變化，導(dǎo)致波浪在傳播過程中發(fā)生破碎。因此準(zhǔn)確模擬波浪的破碎過程以及破碎后的波高大小，對于島礁海岸工程建設(shè)具有重要的意義。
　　緩坡方程是描述近岸波浪傳播變形較好的數(shù)值模型之一，在以Berkhoff提出的橢圓型緩坡方程作為控制方程和相關(guān)邊界條件的基礎(chǔ)上，采用有限元自動(dòng)剖分法，開發(fā)了可以根據(jù)地形和波長變化來確定網(wǎng)格大小的新型的自適應(yīng)前處理程序，既加快程序計(jì)算速度，又

2、減少人工端輸入數(shù)據(jù)工作量;進(jìn)一步引入索引存貯方法存儲(chǔ)總綱、共軛梯度迭代方法求解大型方程組，并利用先驗(yàn)誤差法、Z2自適應(yīng)有限元后驗(yàn)誤差法以及h型的網(wǎng)格加密法來提高程序的計(jì)算精確度。
　　本文在采用自適應(yīng)有限元法求解緩坡方程所建立的數(shù)值計(jì)算模型的基礎(chǔ)上，引入描述波浪破碎的模型，建立可以描述波浪破碎影響的近岸波浪數(shù)值模型。基于二維島礁地形上的波浪模擬實(shí)驗(yàn)，比較分析了四種不同的波浪破碎能量損失因子，給出了適合于島礁地形條件下規(guī)則波浪傳播破