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概述了模拟海岸、河口的浅水波浪数值模型研究现状、存在的问题以及用能量平衡方程预报海浪的发展历史。介绍了基于当代最新波浪理论研究成果的第三代浅水波浪数值模型SWAN模型,对模型的适用性、数值特性、功能及局限性进行了阐述。介绍动谱平衡方程数学模型、方程离散要求、边界条件的处理和源项(包括能量输入、损耗及波与波之间非线性相互作用)的处理方法,重点介绍三相波非线性相互作用。模拟海安湾有效波高、波周期场,并分析波与波之间非线性相互作用对波浪要素预报的影响,最后对SWAN模型的应用前景和研究趋势进行了展望。 相似文献
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地质灾害涌浪的研究,一直是国内外工程地质、地质灾害与水力学研究的前沿热点问题。文章对这一交叉学科领域最近几十年来所取得的研究成果、研究现状及发展趋势进行了评述。从地质灾害涌浪实例入水,对地质灾害涌浪的分类、特征及影响因素进行了归纳总结。分别对地质灾害涌浪波的5种研究方法进行了研究现状分析和讨论,提出了今后地质灾害涌浪研究应解决的几个关键问题。本文对该领域的研究进行系统的归纳和总结,对今后类似的研究具较高的参考价值。 相似文献
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地质灾害涌浪的研究,一直是国内外工程地质、地质灾害与水力学研究的前沿热点问题。文章对这一交叉学科领域最近几十年来所取得的研究成果、研究现状及发展趋势进行了评述。从地质灾害涌浪实例入水,对地质灾害涌浪的分类、特征及影响因素进行了归纳总结。分别对地质灾害涌浪波的5种研究方法进行了研究现状分析和讨论,提出了今后地质灾害涌浪研究应解决的几个关键问题。本文对该领域的研究进行系统的归纳和总结,对今后类似的研究具较高的参考价值。 相似文献
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提出一种基于完全非线性Boussinesq方程的改进波浪破碎模型,用于模拟近岸浅水波浪破碎.模型借助水滚的概念,提出一种确定k方程紊动模式中紊动源项的计算公式,通过解k方程计算Boussinesq方程中的涡黏系数,实现对破碎波的模拟.岸边界采用窄缝法,使得模型可用于波浪爬坡的计算.用实验室实测波高和增减水资料对模型进行了验证,得到了一致的结果.紊动源、紊动动能以及紊动耗散率的计算结果表明:①在破波点处紊动源项值最大,随着波浪向岸边传播,逐渐减小;②破波点处,水平方向的对流和扩散在紊动能量输移中发挥重要作用;③岸边附近紊动源与紊动耗散接近平衡. 相似文献
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水库滑坡涌浪传播有限元数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
库岸滑坡涌浪危害巨大,正确预测库区可能的滑坡涌浪非常重要,是工程可行性论证的重要内容之一。将浅水控制方程应用于滑坡涌浪数值模拟,控制方程采用简便且具有较高精度的两步Taylor-Galerkin方法进行求解。通过算例对数值模型的应用进行验证,结果表明,涌浪产生后将以入水点为源点迅速向四周推进并不断衰减,且随传播距离的增加浪高降幅逐渐减小。计算的涌浪高度及水位变化规律与实测资料吻合得很好,并将滑坡涌浪的沿程传播过程可视化。研究结果表明,文中方法模拟滑坡涌浪传播是有效可行的,可用于滑坡涌浪灾害的预测和防治。 相似文献
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为精细化模拟明渠中水电站瞬变过程引发的涌浪, 克服以往低维模型无法细致刻画涌浪的横向和垂向运动、以及高维模型计算效率偏低等问题, 基于水位预测矫正法, 提出了一维-三维耦合的明渠瞬变流模拟方法。通过潮汐波浪运动、局部溃坝波和顺直明渠瞬变流算例验证了方法的有效性和准确性, 模拟结果与渐进理论解、商用软件模拟结果等吻合较好。将该方法应用在实际工程中, 计算了葛洲坝水利枢纽瞬变过程中库区的涌浪过程, 分析了瞬变过程的最大、最小涌浪波高和涌浪的衰减规律, 结果与频谱分析结果吻合较好, 说明了本方法能准确模拟实际的明渠瞬变流过程。 相似文献
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《华南地质与矿产》2018,(4)
以棺木岭危岩为研究对象,在分析危岩体变形破坏的基础上,运用水波动力学模型进行危岩体在145 m、175 m水位条件下的滑坡涌浪模拟。结果显示:145 m条件下最大涌浪高度为24.2 m,最大爬高为19.9 m,1m以上涌浪高度的河道长约5.4 km;175 m条件下最大涌浪高度为23.3 m,最大爬高为14.5 m,1 m以上涌浪高度的河道长约6.6 km。在九畹溪河道上,涌浪的波高严重不均衡,下游涌浪强度明显高于上游。在长江河道上,涌浪波以九畹溪口为扰动点,向上下游衰减,衰减近似平缓。随着库水位的下降,危岩体形成的最大涌浪高度增大,而涌浪危害的范围逐渐减小。 相似文献
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滑坡涌浪灾害造成的伤亡和损失一般远超滑坡灾害本身,已引起广泛关注。针对该类灾害的预测评价一直是研究的难点,精细刻画滑坡涌浪运动特征和能量转化规律是解决问题的关键和前提。因此,以天然碎石模拟散粒体滑坡,建立缩尺的矩形水槽滑坡涌浪三维物理试验模型,研究滑坡体积、速度和水深对堆积体形态和涌浪特征的影响以及滑体与水体能量转化规律。研究结论包括：（1）滑体通过冲击、挤压和抬升水体形成涌浪的特征受滑体规模和形态影响显著;厚度大且速度快的滑体趋向产生非线性过渡波,厚度小且速度低的滑体一般产生非线性震荡波;（2）基于试验提出的体积效应和速度效应揭示了一定水深的涌浪规模与滑坡体积和速度呈正相关规律,水深效应则解释了一定波能的涌浪在波形和速度上的分布差异,结果表明浅水比深水工况涌浪高度平均高出67%、波速平均高出51.17%;(3)基于试验的数值反演总结了滑体势能与波能转化率为1.00%～3.07%,由于三维试验中滑体与水体在水平和环向的扩散造成更多能量耗散,相较二维试验转化率较低。通过探讨散粒体滑坡运动过程和首浪产生、传播及爬高特征,揭示滑体-水体能量转化基本规律,研究成果对滑坡涌浪防灾减灾工作具有一定... 相似文献
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龚家方4号斜坡涌浪数值模拟分析 总被引：2，自引：0，他引：2
对于库区滑坡来说,不能只考虑滑坡体本身造成的灾害,还要考虑滑坡体引起的涌浪灾害,为了研究滑坡涌浪的传播、衰减规律,在Geo-wave软件的技术上,二次开发形成FAST软件。以三峡库区龚家方4号斜坡为研究对象,分别在175、156、145 m的库水位条件下,在长约23 km、宽约10.4 km的区域内进行涌浪数值模拟,获得涌浪传播模拟数据。经过模拟软件数据处理模块的计算分析,形成了分析涌浪传播规律的一系列图件。对不同水位下涌浪模拟的计算结果进行对比分析发现,随着库水位的下降,滑坡产生的最大涌浪值和在对岸的爬高值都有增长的趋势,但其对航道存在威胁的时间逐渐变短。模拟区各位置的最大波高空间分布形态具有中间内凹、两翼沿岸坡延伸的特征。涌浪传播的急剧衰减区基本分布在涌浪源附近1 km的范围内,涌浪源处的波高越大,单位距离内的涌浪下降高度也越大。由于涌浪在岸边有叠加、壅高现象,建议航道内船只经过地质灾害点附近时应沿江中心快速通行。 相似文献
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提出了一种提高单孔法剪切波速测量精度的新方法--能量变化率的自回归曲线法。首先把剪切波的时程曲线变换为能量变化率时程曲线;然后对能量变化率时程曲线进行长短平均处理,拾取各测点P波和S波的大致初至;最后提出采用一种二次方自回归模型对初至附近的能量变化率曲线进行二次方自回归处理,精确拾取出各测点P波和S波的精确到时。采用此方法、互相关函数法和人工拾取法对某场地的剪切波速进行了对比分析。分析结果表明：此方法相比互相关函数法,具有更好的噪声抑制能力,不仅能精确地自动拾取出各测点的S波的到时差,也能更准确地自动拾取出各测点的P波的到时差。以人工拾取结果为参考,此方法在实际测试中具有很高的准确率和稳定性。此方法丰富了场地剪切波速分析方法。基于此方法、互相关函数法和人工拾取法,设计了一套剪切波波速的测试系统,此系统能自动分析出各测点的剪切波速和形成完整的报告。 相似文献
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假想台风下的波浪数值模拟是跨海桥隧工程风险评价的重要内容。风场的生成方法与不利路径的选择对于波浪模拟结果有极大影响。研究检验了在单一假想台风风场下进行波浪模拟的合理性,分析了台风路径对于工程区不同方向波浪影响的差异。通过构建珠江口台风浪数学模型,对采用风圈半径方法筛选出的104场台风路径,按300年一遇强度进行了蒙特卡罗模拟。结果表明,对西人工岛处波浪场有重大影响的不利台风路径处于珠江口100km范围内。由此确定了体现不同特征的7条不利台风路径,为进一步研究极端天气条件下珠江口台风浪过程提供基础。研究成果为沿海河口地区易受台风影响的大型工程波浪要素分析提供方法支撑。 相似文献
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地震剖面分类与浅层三种波的层位对比 总被引：1，自引：1，他引：0
3种波指的是反射纵波,折射纵波,瑞雷面波.层位对比指的是3种波波场特征对比和它们各自反演所得的波速对比.对比的目的是为了确定剖面中形成3种波的地层及其层位,为3种波交叉渗透的联合反演奠定基础.本文所述内容是同时应用3种波,进行多波勘探方法理论的重要组成部分.为适应这种新型多波勘探的正、反演,文中首先以剖面中层数和相邻层之间波速大小关系为依据,介绍剖面分类与命名的方法,而后针对本文主题,论述利用3种波的波场特征和波速关系,进行层位对比的方法. 相似文献
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近岸波浪的不对称特征对浅水区泥沙输运以及海岸结构物受波浪冲刷影响而引起的破坏都起着关键作用,而目前关于波浪不对称特征的研究多集中在正向传播方式上,没有考虑斜向传播的影响,因此,对斜向波浪在近岸传播过程中的波形不对称特征展开研究具有重要的意义。基于高阶Boussinesq水波方程建立了斜向入射波浪沿斜坡传播的数值模型,并利用该模型进行数值试验,模拟了入射波浪沿0°~75°不同方向的传播过程。通过对不同角度入射得到的结果进行比较,讨论了入射角度对波浪不对称特征的影响。结果表明:入射角度越大的波浪,其在变浅过程中的二阶谱以及波浪的偏度和不对称度参数也越小。说明随着波浪入射角度增大,其非线性相互作用程度会发生减弱,导致波浪的非线性特征增长趋势逐渐变缓。最后,给出了考虑斜向角度影响的波浪不对称特征参数经验公式。 相似文献
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多波多分量地震勘探技术是一种综合利用纵波、转换波等多种地震波进行精细探测的有效方法。转换波的分离提取处理步骤至关重要,用地质模型的多分量模拟数据,对P—SV转换波的分离提取方法进行了处理试验。根据试验结果认为,多波多分量数据波场的不同特征可采用不同的分离方法。 相似文献
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建立了基于高阶Boussinesq水波方程的一维波浪破碎数值模型。基于一组具有二阶完全非线性特征的Boussinesq水波方程,建立了交错网格下的高精度差分格式,推导了适用于该组方程的永形波解析解,其和松弛造波技术相结合实现了数值波浪水槽中(强)非线性波浪的无反射入射。通过模拟封闭容器内水体晃动问题对数值格式进行了验证,通过模拟孤立波在斜坡海岸上的浅化过程说明了将方程从弱非线性发展到完全非线性的必要性。采用涡粘方法处理波浪破碎,利用物理模型实验数据,分析了模型中各波浪破碎参数对数值结果的影响并对参数进行了率定。应用该模型对规则波在斜坡海岸上的传播、变浅以及破碎过程进行了数值模拟研究,数值结果同实验数据吻合良好,验证了模型的有效性。 相似文献
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关于深水环境下内波、内潮汐沉积分类的探讨 总被引：2，自引：0，他引：2
深水环境下内波、内潮汐沉积从在地层记录中被发现已过去20年,在这20多年里虽然积累了不少资料,但至今未对内波、内潮汐沉积进行细分。本文以地层记录中已发现的内波、内潮汐沉积为基础,结合内波、内潮汐的破碎过程和海洋物理学中内波的研究现状,对深水内波、内潮汐沉积的分类进行了探索。将其分为3个层次下的9种类型,分别为：正压内潮汐沉积、斜压内潮汐沉积、正压短周期内波沉积、斜压短周期内波沉积、等深流叠加内波沉积、低密度浊流叠加内波沉积、长周期内波叠加沉积、驻波沉积和其他内波叠加沉积。地层记录中已发现的内波、内潮汐沉积分别归为：正压内潮汐沉积、正压短周期内波沉积和长周期内波叠加沉积3类,其余类型尚未被发现。这样的分类较合理地解释了为什么在现代海洋中内波、内潮汐无处不在,但地层记录中的内波、内潮汐沉积却少得可怜的现象,同时将内波、内潮汐沉积研究和海洋物理学中对内波的研究结合起来,并能将内波、内潮汐沉积研究置于更为广阔的研究背景之中,使之可以和大洋突发事件、天文旋回及大洋环流等联系起来。 相似文献
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The idea and the approximate theory of radio wave interference sounding (RWIS) of layered geological media have been known
for a long time and are based on a simplified ray kinematic theory. The results of mathematical simulation of two-layer geo-electric
sections based on strict classical dynamic approaches for plane radio waves are considered. The peculiarities of radio wave
reflection at the boundaries of the media with different permittivities and specific electric resistances of the layers are
revealed. The prospects for RWIS development for the solution of practical problems during near-surface prospecting are given. 相似文献