| 题名 | 非线性数值波浪水槽及其应用 |
| 作者 | 何海伦 |
| 答辩日期 | 2008-06-10 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院海洋研究所 |
| 授予地点 | 海洋研究所 |
| 关键词 | 数值波浪水槽 边界元方法 破碎判据 能量损失 高阶boussinesq-type方程 海底运动 |
| 其他题名 | Nonlinear Numerical Wave Tanks and Their Applications |
| 英文摘要 | 本文分别使用基于边界元方法和高阶Boussinesq-type方程的非线性数值波浪水槽，研究了波浪破碎判据，波浪破碎能量损失以及一些特殊的波浪生成机制。基于边界元方法的数值波浪水槽使用线性元，记为DAS，其第一个改进模型修正了DAS中的积分解析公式，简称MDAS，其第二个改进模型在自由表面使用三阶元取代线性元，简称MDAS2。 鉴于Song和Banner（2002，2004）使用DAS模型提出了一个基于无量纲局部能量密度极大值平均增长率参数的破碎阈值dth，本文首先验证了dth对于MDAS和MDAS2的适用性；其次，本文考虑了海底坡度对dth的影响，结果表明dth对于中等水深下坡度小于1:100的缓坡仍然适用；再次，本文讨论了破碎阈值dth对于汇聚波的适用性，这些汇聚波具有常振幅谱，常波陡谱和PM谱，结果表明dth对这三种谱形的汇聚波都是适用的。 本文计算了常振幅谱情形时破碎能量损失对于最大能量增长率dmax的依赖性，结果表明，破碎能量损失随dmax几乎线性增长。同Banner和Pierson（2007）实验数据比对说明不同谱形的破碎能量损失随dmax的变化关系大致相同。相反，破碎能量损失随初始波陡(ak)0的变化曲线对于谱形有着显著的依赖性。此外，本文使用基于高阶Boussinesq-type方程的数值波浪水槽研究了近岸梯形潜坝上的破碎能量损失。结果指出，相对于潜坝的坡度和宽度，入射波的非线性参数和色散性参数以及潜坝的高度对于破碎能量损失具有更重要的影响。 MDAS还被用于模拟水槽中底部抬升、底部塌陷以及水中岩石坠落激发的表面波生成过程。对于底部抬升激发表面波这一过程，研究表明非线性效应对于表面波生成具有重要影响。对于底部塌陷和水中岩石坠落激发表面波过程，数值模拟结果与实验室水槽实验结果比较表明：MDAS能够有效地模拟这些生成过程。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-11-04 |
| 页码 | 151 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/664]  |
| 专题 | 海洋研究所_海洋环流与波动重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 何海伦. 非线性数值波浪水槽及其应用[D]. 海洋研究所. 中国科学院海洋研究所. 2008. |
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