海啸俘获波在弯曲海脊上的传播规律     

于洪荃  胡见  王岗  张尧  郑金海 《海洋学报》2020,42(1):40-45

越洋海啸会受大洋海脊的引导以俘获波的形式沿其传播上万千米,其携带的巨大能量会严重影响远场地区、威胁海岸地区的安全。本文基于MIKE21-BW模型,分别模拟0°(直海脊)至90°(直角弯曲海脊)不同弯曲角度海脊上俘获波的传播变形过程,并定量比较其能量分配。结果表明,海脊俘获波传至海脊转弯处,少部分能量会泄露出海脊重新以自由波的形式扩散至整个海域;部分能量会被反射回来形成与初始海啸波相反方向的俘获波沿海脊传播,反射的能量会随着海脊弯曲角度的增加而增加;还有一部分能量继续沿着弯曲的海脊向前传播,其随着海脊弯曲的角度增加而减小。  相似文献   

基于射线理论的海脊俘获波机制   总被引：1，自引：1，他引：0  

万鹏  王岗  于洪荃  张尧  陶金波 《海洋学报》2019,41(11):35-39

虽然众多现场实测资料和数值模拟均表明海脊可以俘获海啸波并引导其传播至远场地区，带来严重的灾害，但少有研究阐述其产生机理。本文基于射线理论，推导了指数型海脊上波浪传播轨迹的理论解，并提出了震源位于海脊顶部的海啸被海脊完全俘获的条件。基于该俘获条件进一步给出了海脊对海啸俘获效率的表达式，用以评估海啸中被海脊俘获影响至远场的能量占海啸总能量的比例。  相似文献   

华南休闲海滩沙坝触发的裂流风险及特征研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

张尧  刘旭楠  刘强  王斌  洪晓  周水华  张娟  孟潇洁  李锐  陶金波  王岗 《海洋学报》2020,42(9):9-21

为应对频发的致命性海滩溺水事故，自然资源部开展了我国首次滨海旅游区裂流灾害技术调查，在华南地区发现大量滨海休闲海滩存在浅滩沙坝和裂流现象。作为全国调查的部分成果，本文应用多种方法研究了广东省3个热门海滩沙坝触发的裂流机理、特征和演变规律。地形动力计算和卫星影像显示了沙坝形态、岸线形状以及裂流的高度动态性，尤其在青澳湾裂流呈现非常规的反季节变化，冬季风险较高而夏季风险较低。在相位解析水动力数值模拟中，裂流表现出对沙坝形态、浪高、浪向的高度敏感性。沙坝间较宽间隙会产生尺寸较大的裂流区，但比起窄沟槽不一定伴随更强的流速。当大部分水流集中从邻近的较宽通道回流入海时，部分窄沟槽几乎没有裂流产生。裂流流速与浪高成正比与入射角成反比。数值模拟结果表明，当入射角达到10°～30°时，沿岸流会取代离岸流占主导地位。现场调查也验证了在低潮时，较浅的水深会放大水流和波浪的地形效应，导致裂流风险加剧。本文研究结果可为滨海旅游区裂流灾害的工程减缓措施和公共警示提供有益参考。未来将会持续开展针对特定岸线的长期观测，以为裂流预警报和风险管控积累足够的统计数据。  相似文献   

Trapping mechanism of submerged ridge on trans-oceanic tsunami propagation   总被引：2，自引：0，他引：2  

郑金海  熊梦婕  王岗 《中国海洋工程》2016,30(2):271-282

Based on the linear shallow water equations,an analytic solution of trapped waves over a symmetric parabolicprofile submerged ridge is derived.The trapped waves act as propagating waves along the ridge and as standing waves across the ridge.The amplitude gets the maximum at the ridge top and decays gradually towards both sides.The decaying rate gets more gently with higher modes.Besides,an explicit first-order approximate dispersion relation is derived to simplify transcendental functions in the exact solution,which is useful to describe trapped waves over shallowly submerged ridges in reality.Furthermore,the trapping mechanism of the submerged ridge waveguides on the trans-oceanic tsunami propagation can be explained by the ray theory.A critical incident angle exists as a criterion to determine whether the wave is trapped.Besides,a trapped parameter γ is proposed to estimate the ratio of the energy trapped by the oceanic ridge if a tsunami is generated at its top.  相似文献   

单轴加载煤体破坏特征与电荷规律研究及应用     

王岗  潘一山  肖晓春 《岩土力学》2019,40(5):1823-1831

为了完善电荷感应方法用于冲击地压的预测预报,利用自主研制的电荷监测系统开展了室内单轴压缩条件下煤样破裂电荷监测试验。重点分析了煤样的破坏类型、力学特性以及不同破坏类型下电荷时-频域信号规律,并对试验结果进行了工程验证。研究结果表明：煤样变形破坏特征可分为单剪型、共轭剪切型和破碎型;单剪型煤样电荷时域信号仅在峰后破坏初期,应力跌落至97% 左右时产生,前兆信息难以捕捉,信号具有孤立性,幅值较高,电荷频率分布离散,主频为250 Hz。此特征电荷信号预示着相应工程煤体可能发生局部化破坏,将集聚的能量瞬间释放,冲击危害程度较大;共轭剪切型煤样电荷时域信号在强化损伤后期,应力达到(85%～100%) 时开始产生,信号具有间隔突发性,主频为150 Hz。预示着煤体可能发生分区化破裂,能量间断释放,冲击危害程度次之;破碎型煤样电荷时域信号在强化损伤初期,应力达到(70%～85%) 时就开始产生,前兆信息易于捕捉,信号具有群发性,幅值较低,主频为0 Hz。预示着煤体可能发生均匀型破碎,能量缓慢释放,冲击危害程度较小。现场监测结果表明,在工作面煤体破碎区和发生煤炮时监测到的电荷信号特征,与试验室煤样发生均匀型破碎和单剪型破裂而产生的电荷信号特征具有高度相似性,验证了试验室结果的可靠性。  相似文献   

港湾共振研究综述   总被引：4，自引：1，他引：3  

王岗  高俊亮  王培涛  郑金海  董国海 《海洋学报》2017,39(11):1-13

港湾共振是指当外海长周期入射波浪与港湾固有周期接近时出现的大幅波动现象,它对当地的水体动力过程、船舶运动及水灾害防护与评估具有重要意义。本文分别从其共振机理、激发因素及模拟方法上回顾了国内外的主要研究成果。特别针对我国的港湾共振情况,详细介绍了典型港湾共振事件的发生特点及其产生机理。最后结合我国海岸特征及现有研究进展提出相应的研究展望,以使其得到进一步的发展和完善。  相似文献   

日本东北M_W9.0地震海啸在港池及邻近区域诱发的涡流危险性计算与评估分析          下载免费PDF全文

王培涛  闪迪  王岗  于福江  侯京明  赵联大  原野  范婷婷  任智源  王宗辰 《地球物理学报》2016,59(11):4162-4177

海啸造成的灾害与损失并非都与淹没有关,特别是港口中海啸诱导的强流会对船只及海事设施产生重要的影响及损害.由于海啸流观测数据稀缺及海啸诱导涡流机制的不确定性,过去60年海啸科学主要集中于对海啸波特征及淹没过程的研究与分析,海啸流模拟及验证工作开展较少,导致对海啸流基本特征及其造成灾害现象的曲解.开展海啸诱导的涡流研究及预警服务显得尤为重要及紧迫.考虑快速海啸预警需要,综合对比海啸诱导涡流的物理框架及模型方法,探索兼顾效率与计算精度的海啸流模拟方法是本文的核心工作及出发点.通过分析浅层湍流相干结构(TCS)产生的主要物理耗散机制,确定了考虑2D水平耗散机制的非线性浅水方程可用于海啸涡流的模拟分析.基于高精、高分辨率有限体积模型Geoclaw建立了三个精细化的港口海啸流模型,模型分辨率为5m.利用基于海啸浮标反演的海啸源模型作为初始条件,模拟分析了日本东北地震海啸在远场的海啸波流特征.海啸波流特征模拟结果与观测吻合较好,结果可信.对比发现:波驱动的自由表面流,小的位相或波幅误差就会导致大的流速误差,流的模拟和预报相对波幅来说更具挑战性.研究了海啸波流能量在港池中的分布特征,得到:港池入口及防波堤两端常被强流控制,具有极高的危险性;相对于波幅的空间变化,海啸流具有更强的空间敏感性;所建立的高分辨率海啸模型模拟再现了日本海啸在近场的涡旋结构,给出了与观测基本一致的涡流特征.最后,引入海啸流危险等级标准,分析了港口海啸流危险性等级分布、船只疏散的安全深度及回港的时间周期.针对港口、海湾同时考虑海啸波流特征的海啸预警与评估对于港口应急管理者科学决策具有重要意义.  相似文献   

矩形双曲余弦型水深港池振荡的数值模拟          下载免费PDF全文

席苛梦  马小舟  王岗  董国海 《海岸工程》2019,38(2):124-133

为了研究由涌浪引发的港口横向振荡,采用完全非线性Boussinesq数值模型FUNWAVE 2.0模拟了双曲余弦型水深的矩形港池内(1,1)模态的横向振荡。研究表明,只有在港池底部设置微小横向坡度,才能成功地激发横向震荡;而在横向水深不变的情况下,无法激发明显的横向振荡。通过分析纵向坡度、横向坡度和入射波高对横向振荡的影响,了解了横向坡度的影响:当横向振荡幅值较小时,它与横向幅度保持线性关系;横向振荡的幅值较大时,它受到非线性强度的限制,增长缓慢。在纵向坡度较大,入射波高较小时,横向振荡的幅值经过一定时间的增长,能超过纵向振荡并主导港内的水体运动。所有横向振荡都是非线性作用的结果,而非单纯的由地形变化产生的绕射导致的。  相似文献