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相似文献
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1.
近岸水域波浪变形数学模型   总被引:6,自引:1,他引:5  
本文采用波数矢量无旋和波能守恒方程建立了一个近岸水域波浪变形数学模型,模型中采用Batjes关系与波数矢量无旋,波能量守恒方程一起来求解近岸水域波浪折射绕射的联合影响的波浪要素。利用本文提出的数学模型对一个斜坡浅滩水域波浪折射绕射现象进行了验证,结果表明本文提出的近岸水域波浪变形的数学模型是可靠的,计算所得结果与试验结果是吻合的。  相似文献   

2.
水下圆形浅滩附近波浪绕射的计算   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用波数矢量无旋和波能守恒方程对圆形浅滩附近水域波浪绕射进行了数值计算,计算模型中采用Battjes关系与波数矢量无旋,波能量守恒方程一起联合求解圆形浅滩附近水域波浪折射影响下的波浪要素。本文的数值计算模型对圆形浅滩水域波浪折射绕射现象的验证结果表明,计算所得结果与试验结果是吻合的,数学模型是可靠和合理的,具有实用价值。  相似文献   

3.
近岸区域波流耦合作用的数学模型   总被引:5,自引:0,他引:5  
本文提出了一个讨论近岸波浪和波生流耦合作用的二维数学模型。在波浪场中运用波数矢量无旋和波作用量守恒方程求解波浪在波生流作用下的折射、绕射变形,以辐射应力作为波生流场的驱动力,考虑地转柯氏力和海底底摩擦的作用。文中采用Dingemans(1987)的地形对波流耦合作用进行了分析。数值计算结果表明波流耦合作用对近岸波浪场和波生流场的影响比较显著,在工程实际上应当综合考虑波流耦合问题。  相似文献   

4.
波浪的非线性弥散关系在应用于求解波浪的变形问题时很不方便,需要与含非线性效应的缓坡方程一起进行迭代运算,往往导致数值计算的计算量太大,计算过于复杂。采用显式形式表达非线性弥散关系,可以克服上述缺点,大为简化波浪变形数值计算的计算量。本文通过将现有的非线性弥散关系进行分析比较,给出了一个更为一般的非线性弥散关系及其显式表达式,经比较可知,该显式弥散关系与相对应非线性弥散关系吻合的很好。本文最后用该显式结合含弱非线性效应的缓坡方程,对复式浅滩地形上的波浪折射绕射进行了计算。结果表明,考虑弱非线性可以得出与实验数据更为相符的结果,而采用显式弥散关系可以有效提高计算效率,在波浪的非线性计算中不失为一种切实有效的方法。  相似文献   

5.
考虑非线性弥散影响的波浪变形数学模型   总被引:3,自引:1,他引:3  
李瑞杰 《海洋学报》2001,23(1):102-108
提出了逼近Kirby和Dalrymple的非线性弥散关系的显式非线性弥散关系的表达式,该显式表达式与他们的非线性弥散关系的精度几乎完全相同.采用显式非线性弥散关系,结合含弱非线性效应的缓坡方程,得到考虑非线性弥散影响的波浪变形数学模型,并对该数学模型进行了数值验证.结果表明,考虑非线性弥散影响的波浪变形数学模型更为精确.  相似文献   

6.
显式非线性弥散关系在浅水波变形计算中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文参照Zhao和Anastasiou的方法,导出了逼近Booij的非线性弥散关系的近似显式表达式,该式给出的结果与Booij的非线性弥散关系相当吻合。用中文显式非线性弥散关系,结合会弱非线性效应的缓坡方程,构成含非线性影响项缓坡方程的一个求解浅水波变形问题的方程组。用实验数据对本文模型进行验证,结果表明,显式非线性弥散关系在求解浅水波变形问题时,给出了更符合实验数据的结果。  相似文献   

7.
非线性弥散效应及其对波浪变形的影响   总被引:7,自引:0,他引:7  
针对Hedges,Kirby和Dalrymple提出的非线性弥散关系的修正式在浅水区存在的较大偏差的问题,给出了一个在整个水深范围内具有单值性的非线性弥散关系。比较可知,它具有在深水与中等水深逼近二阶Stokes波的弥散关系式,在浅水较Hedges,Kirby和Dalymple的修正表达式与Hedges的关系更加吻合的优点,且形式简练,用近似该非线性弥散关系的显式表达式,结合弱非线性效应的缓坡方程,得到考虑非线性弥散影响的波浪变形模型。数值模拟结果表明,用新的非线性弥散关系得到的模型对复杂地形进行模拟的结果和实测结果吻合很好。  相似文献   

8.
港口中系泊船在波浪作用下运动问题的本质是浅水波浪与浮体的相互作用。与深水情况不同,浅水问题应当考虑水底、水域边界的影响及浅水波浪自身的特性,单一模型很难实现该模拟过程。为此,建立了Boussinesq方程计算入射波和Laplace方程计算散射波的全时域组合计算模型。有限元法求解的Boussinesq方程能使入射波充分考虑到水底、水域边界的影响和浅水波浪的特性;散射波被线性化,采用边界元法求解,并以浮体运动时的物面条件为入射波和散射波求解的匹配条件。该方法为完全的时域方法,计算网格不随时间变动,计算过程较为方便。通过与实验及其他数值方法的结果进行比较,验证了本模型对非线性波面、浮体的运动都有比较理想的计算结果,显示了本模型对非线性问题具有较好的计算能力。  相似文献   

9.
水槽中浅水非线性长波传播的 Boussinesq 数值模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
浅水非线性长波传播变形中会产生波-波相互作用,为较好地模拟这种现象,在非交错网格下建立了近似在阶完全非线性的高阶 Boussinesq 数值模型.数值模型中采用了混合 4 阶 Adams- Bashforth -Moulton 格式和内部造波技术.数值计算了非线性长波在波浪水槽中的传播变形,计算结果与相关实验数据吻合较好,验证了该数值模型实用性.  相似文献   

10.
二维非线性浅水波的数值模拟   总被引:3,自引:0,他引:3  
陶建华  张岩 《海洋学报》1990,12(1):91-99
研究工作的目的在于建立一个能够模拟二维潮流、洪水波(长波)和浅水波浪(短波)的综合数学模型.基本模型建立在非线性的Boussinesq方程基础之上.本文主要讨论浅水波浪即短波的数值模拟.模型可以考虑必要的外力项,如柯氏力、风应力、大气压力和底摩阻力等.针对Boussinesq方程提出了一个全隐的二维差分格式,讨论了人工开边界的处理方法.模型被用来计算了突然扩张渠槽中的环流和单突堤后的水波绕射,取得了满意的结果.  相似文献   

11.
Nonlinear Effect of Wave Propagation in Shallow Water   总被引:7,自引:2,他引:5  
—In this paper,a nonlinear model is presented to describe wave transformation in shallow wat-er with the zero-vorticity equation of wave-number vector and energy conservation equation.Thenonlinear effect due to an empirical dispersion relation(by Hedges)is compared with that of Dalrymple'sdispersion relation.The model is tested against the laboratory measurements for the case of a submergedelliptical shoal on a slope beach,where both refraction and diffraction are significant.The computation re-sults,compared with those obtained through linear dispersion relation.show that the nonlinear effect ofwave transformation in shallow water is important.And the empirical dispersion relation is suitable for re-searching the nonlinearity of wave in shallow water.  相似文献   

12.
In this paper, the water waves and wave-induced longshore currents in Obaky coastal water which is located at the Mediterranean coast of Turkey were numerically studied. The numerical model is based on the parabolic mild-slope equation for coastal water waves and the nonlinear shallow water equation for the wave-induced currents. The wave transformation under the effects of shoaling, refraction, diffraction and breaking is considered, and the wave provides radiation stresses for driving currents in the model. The numerical results for the water wave-induced longshore currents were validated by the measured data to demonstrate the efficiency of the numerical model. Then the water waves and longshore currents induced by the waves from main directions were numerically simulated and analyzed based on the numerical results. The numerical results show that the movement of the longshore currents was different while the wave propagated to a coastal zone from different directions.  相似文献   

13.
本课题对福清湾的海浪要素进行了较系统的研究,并在几个方面对海浪的极值估计问题进行了专门探讨。一是选用基于文氏海浪理论谱原理的波浪折绕射联合模型方法分析外海海浪在福清湾水域传播的衰减程度,其次是采用新订正的浅水风浪公式分析湾内有限风区的浅水风浪状况,同时也对这一海区的实测海浪特征进行综合分析,以便能够使港口工程规划和设计部门对福清湾的海浪影响程度有较全面的了解。  相似文献   

14.
考虑风能输入的抛物型缓坡方程   总被引:3,自引:2,他引:1  
在Radder和Kirby发展的波浪折射绕射缓坡方程抛物型模型基础上,对这种模型进行了改进,改进后的模型除可以考虑波浪传播过程中的底摩阻损耗、非线性作用外,加入了风能输入对波浪传播的影响。基于风能输入项的波浪模型数值计算结果表明,在纯风浪情况下的计算结果与传统的风浪计算方法结果一致,在波浪传播过程中由于风的作用,将导致波高比无风作用下计算的波高大。  相似文献   

15.
海岸悬沙运移数学模型   总被引:6,自引:0,他引:6  
根据适合大范围缓变地形情况下,不恒定、非均匀流场中随机波折绕射联合数值模式及波浪作用下的二维浅水环流方程和悬沙扩散方程,建立了波浪、潮流共同作用下二维悬沙数学模型,并将该模型应用于渤海湾北部海域,进行了波、流共同作用下航道疏浚弃土的悬沙扩散、运移及海床演变的数值模拟,为工程单位决策提供科学依据  相似文献   

16.
The "surface roller" to simulate wave energy dissipation of wave breaking is introduced into the random wave model based on approximate parabolic mild slope equation in this paper to simulate the random wave transportation including diffraction, refraction and breaking in nearshore areas. The roller breaking random wave higher-order approximate parabolic equation model has been verified by the existing experimental data for a plane slope beach and a circular shoal, and the numerical results of random wave breaking model agree with the experimental data very well. This model can be applied to calculate random wave propagation from deep to shallow water in large areas near the shore over natu ral topography.  相似文献   

17.
减少航道外波浪集聚对策研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
进港航道开挖引起波能重新分布 ,导致航道外近区域波能聚集 ,波高增大 ,从而影响防波堤稳定及港内泊稳条件。文章介绍了 Boussinesq方程的推导过程和发展过程 ,基于深水和缓变地形的色散关系 ,建立了波浪数学模型。该模型可用于研究深水和浅水地区波浪的浅水变形、折射、绕射和反射。并提出了减少波能聚集、降低堤前波高的多种措施。结合大窑湾港实际工程 ,经过多方面的数物模比选 ,利用数学模型优化出一种可行的喇叭口航道开挖方案并付诸实施 ,降低了防波堤的堤前波高 ,满足了预期的设计要求。  相似文献   

18.
A Modified Form of Mild-Slope Equation with Weakly Nonlinear Effect   总被引:6,自引:0,他引:6  
Nonlinear effect is of importance to waves propagating from deep water to shallow water.Thenon-linearity of waves is widely discussed due to its high precision in application.But there are still someproblems in dealing with the nonlinear waves in practice.In this paper,a modified form of mild-slope equa-tion with weakly nonlinear effect is derived by use of the nonlinear dispersion relation and the steady mild-slope equation containing energy dissipation.The modified form of mild-slope equation is convenient to solvenonlinear effect of waves.The model is tested against the laboratory measurement for the case of a submergedelliptical shoal on a slope beach given by Berkhoff et al,The present numerical results are also comparedwith those obtained through linear wave theory.Better agreement is obtained as the modified mild-slope e-quation is employed.And the modified mild-slope equation can reasonably simulate the weakly nonlinear ef-fect of wave propagation from deep water to coast.  相似文献   

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