分享到:

波浪Boussinesq方程与缓坡方程的比较

分析、比较了近岸浅水波浪传播变形的Boussinesq方程和缓坡方程的形式与特点,建立了包含底摩擦能耗效应、波浪破碎效应和子网格效应的Boussinesq方程波浪  (本文共4页) 阅读全文>>

河海大学
河海大学

正交曲线坐标下波浪Boussinesq方程研究

波浪由深海向海岸传播过程中,由于地形和水工建筑物等因素的影响,将发生浅水变形、折射、绕射、反射、破碎以及能量耗散等波浪变形现象。Boussinesq型方程包含了非线性和色散性,能够模拟近岸浅水中的各种波浪传播变形。但经典Boussinesq方程(Peregrine)只具有弱非线性和弱色散性,限制了其仅适用于浅水区域和弱非线性效应情况。本文在总结概述前人关于Boussinesq方程波浪数学模型研究进展的基础上,主要做了以下几点工作:从质量守恒方程和Euler方程出发,以某一水层处水平速度矢量作为独立变量,推导出包含底摩擦耗能、波浪破碎效应和子网格湍流效应的改进型Boussinesq方程。改进后的方程同经典Boussinesq方程相比明显改善了方程的色散性能和非线性性能,拓宽了方程的适用范围。采用改进的窄缝法,假设岸滩上存在“窄缝”的同时,保证了水体的质量守恒,能够更加准确地处理动边界问题。采用“海绵层”技术,可以有效地处理消波边界...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

近岸波浪变形数值模型的比较研究

外海深水区的波浪传播到近岸浅水区时,受到岛屿、地形与建筑物等影响,发生折射、绕射、反射和破碎等一系列变形。准确计算近岸与港内波浪分布,成为港口与海岸工程研究的重要课题。目前已有不少近岸波浪变形模拟的数学模型,但是对于这些数学模型适用范围等进行比较研究的工作还较少。本文在总结波浪数值模拟发展现状的基础上,对目前常用的基于动谱平衡方程的SWAN模型、基于椭圆型缓坡方程的CGWAVE模型和基于Boussinesq方程的MIKE21-BW模型进行了比较研究。论文的主要研究内容和结论如下:(1)通过比较三个模型在入射波为规则波和不规则波时半无限长防波堤后的波浪绕射结果,发现在达到0.3时,CGWAVE模型计算的绕射结果与解析解吻合最好,在类似条件下推荐选用CGWAVE模型,多向不规则波可选用SWAN模型。d /L(2)通过比较三个模型在入射波为规则波和不规则波时,椭圆形浅滩地形上的波浪绕射结果,发现在小于0.2时,BW模型计算的绕射结果与...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

具有精确色散性的线性和非线性波浪模型

波浪是海洋及近岸区域最为活跃、最为重要的环境动力因素之一,因此,对波浪从外海向近岸传播变形的研究是水动力学研究的前沿课题之一。本文分别对双曲型缓坡方程和具有精确色散性的非线性波浪方程进行了研究和讨论,两方程均对水深没有任何限制,可用于深海至近岸的波浪传播变形计算。通过在方程中加入波幅离散非线性效应项,对Copeland(1985)给出的经典双曲型缓坡方程进行了非线性修正,本文通过首先指定线性波数(?),由波浪振幅来修正波浪角频率,这同Stokes三阶波浪理论一致,即波浪角频率和波浪振幅有关。由于缓坡方程本身存在缓坡假定,因此,可认为考虑波幅离散非线性效应的双曲型缓坡方程也近似满足波峰守恒方程。出于应用目的,在模型中加入了波浪破碎时的能量耗散项,以考虑由波浪破碎所引起的能量损失,同时还增加了底摩擦项,可根据需要以考虑底摩擦的影响,拓展了模型的应用范围。此外,还研究了另一种非线性修正方式,即在经典双曲型缓坡方程中,将线性相速度、群速...  (本文共212页) 本文目录 | 阅读全文>>

青岛海洋大学
青岛海洋大学

海岸河口水动力数值模拟研究及对泥沙运动研究的应用

本文研究了海岸河口水动力(潮流、波浪、波生近岸流)及其引起的泥沙运动的数值模拟问题。从科学性和应用的有效性、方便性和实用性考虑,在对海岸河口水动力与泥沙运动的数值模拟研究进行了全面系统的总结和回顾基础上,针对海岸河口海区的特点和已有数值模拟方法的缺陷和不足,通过理论上和数值技术上的研究改进,建立了多套水动力与泥沙运动的数学模型,这些模型都得到了实际应用的验证;另外,开发了关于不规则三角形网格的若干实用技术,综合介绍了有关泥沙模型中的若干参数的确定方法。实际应用结果表明,本文建立的多套数学模型能满足目前的海岸河口水动力与泥沙运动的数值模拟的需要,并且方便有效。本文的主要研究成果如下: 1.根据线性波动的叠加原理和波浪方向谱理论,推导出了非缓坡非均匀流场中考虑非线性弥散影响和底摩擦作用的多向不规则波传播的折射绕射方程;结合有限差分方法建立了综合考虑多种因素(非线性弥散影响、非缓坡地形、水流、波浪破碎、岛屿影响、底摩擦波能损失、折射、...  (本文共196页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国海洋大学学报(自然科学版)》2014年02期
中国海洋大学学报(自然科学版)

Boussinesq方程与抛物型缓坡方程2种波浪模型的比较分析

波浪破碎的模拟对于波浪模拟的准确性十分重要。为了解波浪破碎模型的问题,本文对抛物型缓坡方程和Boussinesq方程这2种波浪模型所采用的破碎方法进行比较和分析。运用基于Boussinesq方程的Funwave模...  (本文共5页) 阅读全文>>