Study of irregular wave run-up over fringing reefs based on a shock-capturing Boussinesq model     

《Applied Ocean Research》2019

This paper presents the results of a parametric study of irregular wave run-up over fringing reefs using the shock-capturing Boussinesq wave model Funwave-TVD to better understand the role of fringing reefs in the mitigation of wave-driven flooding. Laboratory experiments were newly performed with a typical fringing reef profile and typical hydrodynamic conditions to validate the model. Experimental data shows irregular wave run-ups are dominated by the low-frequency motions and confirms the run-up resonant phenomenon over the back-reef slope, which has been revealed in previous numerical studies. It is demonstrated that irregular wave evolution and run-up over fringing reefs are reasonably reproduced by the present model with a proper grid size. However, the infragravity run-up height and highest 2% run-up height over the back-reef slope are under-predicted due to the underestimation of the infragravity wave height over the reef flat. The validated model was then utilized to model irregular wave transformations and run-ups under different conditions. Through a series of numerical experiments, the effects of key hydrodynamic and reef geometry parameters, including the reef flat width, water depth over the reef flat, fore-reef slope angle and back-reef slope angle, on the irregular wave run-up were investigated. Variations of spectral components of irregular wave run-ups were examined to better understand the physical process underlying the effect of each parameter.  相似文献   

Stokes漂流对全球海表面温度模拟的影响     

肖林  史剑  蒋国荣  刘子龙  张成成 《海洋通报》2018,(1):55-87

Stokes漂流对海洋上混合层中的流场和温度场结构具有不可忽视的作用。本文基于WAVEWATCHⅢ海浪模式模拟的海浪要素计算得到Stokes漂流,将其引入SBPOM模式的动量方程中,从体积输运的角度研究Stokes漂流对全球海表面温度的影响。分析发现Stokes漂流与Stokes输运在全球呈现高纬度强于中低纬度的带状分布特征,且这种流动与输运对全球海表面温度具有降温作用,该降温作用的分布与全球Stokes输运强度相对应,高纬降温作用大于中低纬度,特别是南极绕极流海域平均降温明显大于其余海域,最大降温可达1.5℃,且全球月平均降温超过0.1℃。  相似文献   

大功率高频电波加热电离层的非线性物理过程          下载免费PDF全文

周晨  王翔  刘默然  倪彬彬  赵正予 《地球物理学报》2018,61(11):4323-4336

地基大功率电波加热电离层是通过地基大功率短波发射机向电离层发射无线电波，通过波-粒和波-波的相互作用将无线电波的能量注入电离层.通过这种有目的可操控的方式改变电离层电子密度和温度的分布，可以深入研究电离层中等离子体能量和物质的非线性演化过程，特别是电离层电子的非平衡态分布和加速问题.本文通过对电离层加热中几个比较重要物理过程的评述，对过去20年来我国研究学者在这一研究方向上取得的重要进展进行了介绍.  相似文献   

杭州湾中部实测波浪特性分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨斌  杨忠良  叶钦  张俊彪  施伟勇 《海洋工程》2018,36(3):96-103

利用杭州湾中部一年实测波浪资料,分析该地区的波参数统计变化特性,采用最小二乘法拟合得出相关参数之间的关系式,并统计分析了频谱特性。结果表明:杭州湾中部以小浪和轻浪为主,在各月分布较为均匀,年平均周期为2.97 s;最大一次波浪过程为冷空气影响所致,影响强度大于台风莫拉克;常浪向分布在东北至东南向,其中又以小浪出现较多,对应的波周期以2~4 s为主;强浪向主要分布在西北和东北方向,对应的波周期主要分布在3~5 s;多数特征波参数之间相关关系较好;由谱分析得知风浪占多数,且以单峰为主。研究结果可为相关工程和理论研究提供基础资料。  相似文献   

含孔隙介质的分层半空间表面瑞利波的衰减特性          下载免费PDF全文

阎守国  谢馥励  张碧星 《地球物理学报》2018,61(2):781-791

以分层半空间内部含有一层孔隙介质为物理模型进行数值计算，研究半空间表面瑞利波的传播和衰减特性.为更加接近实际，结合瑞利波的激发特性，确定了瑞利波的主衰减曲线，并主要以此进行规律分析.针对速度递增和含低速层这两种典型的地质模型，讨论了瑞利波的传播衰减在不同地质模型下的特性，并分析了各自的规律.结果表明，在这两种模型下瑞利波的主衰减曲线都受孔隙介质所处空间位置影响产生比较明显的变化，但衰减系数极大值对应的波长与模型的表层厚度存在较明显的线性对应关系，利用这一关系，可以在实际勘探中快速得到表层介质厚度.另外，通过对比分析还可以看到，瑞利波主衰减曲线随孔隙介质的孔隙度和渗透率的变化都强于主频散曲线的变化，表明衰减曲线对孔隙度和渗透率的变化更加敏感，理论上更加适合进行介质参数反演工作.综合对比结果，我们认为瑞利波主衰减曲线中包含了更丰富的介质参数信息，如果能够有效利用，将可以提高瑞利波勘探的准确性和应用范围.  相似文献   

地震槽波的数学-物理模拟初探   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

皮娇龙  滕吉文  刘有山 《地球物理学报》2018,61(6):2481-2493

针对地震槽波在低速层的传播特性，开展了煤层内地震槽波勘探的数值模拟和物理模拟研究的初探工作.在数值模拟研究方面，采用交错网格有限差分法对煤层中的地震槽波进行三分量全波场模拟.基于波场快照和人工合成地震记录研究了不同模型中的波场特征和各种波型的传播规律.在物理模拟方面，通过选用不同配比的环氧树脂和硅橡胶类材料构建地震槽波物理模型，利用透射法和反射法观测系统获得了清晰的地震槽波记录以研究槽波的地震学特征.研究表明，在煤层内槽波的地震波场中，Love型槽波的能量小于Rayleigh型槽波的SV分量，大于Rayleigh型槽波的SH分量.相对于Love型槽波和Rayleigh型槽波的SH分量，Rayleigh型槽波的SV分量在围岩中的泄露能量较强.在煤层界面附近的围岩中，地震波仍以槽波形式传播，随着距离的增加能量逐渐衰减.随着煤层变薄，煤层槽波主频向高频方向移动，频散现象增强，传播速度增大.  相似文献   

来自海底高速层径向波的理论地震图研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

姚陈  郝重涛 《地球物理学报》2018,61(1):216-229

本文利用各向异性反射率技术计算理论地震图，提出海底高速薄层会产生沿高速层水平传播的波（简称径向波），这种波在水层中作为P波，在固液界面激发下行横波，该均匀横波以临界角入射高速薄层，在层内作为超临界角的非均匀横波水平传播，再以临界角转换为上行传播的均匀横波，最终在固液界面上行透射转换为水层中P波.高速薄层传播的径向波不同于界面折射波，也不同于具有频散的面波和通道波.理论地震图的研究表明，径向波具有线性时距，能与海底强反射具有同等振幅水平；径向波有其振幅、时距位置和斜率这些观测记录参数，分别对应高速层的厚度、深度和近似的横波速度；径向波可以克服折射波解释中遇到的振幅强弱和高速层速度等困难.径向波可作为探测海底高速薄层的有力工具，对于研究高速层屏蔽、海底反射类型的多样性和相应的资料处理解释有重要意义.  相似文献   

利用背景噪声成像研究合肥-金华剖面地壳速度结构及径向各向异性的东西差异   总被引：3，自引：1，他引：2       下载免费PDF全文

吴珊珊  姜明明  何玉梅  赵亮  艾印双 《地球物理学报》2018,61(2):584-592

背景噪声成像能够为地壳内部结构提供地震波速的观测证据，能够增进对地壳结构与物性的认识.本文利用背景噪声成像方法对合肥-金华流动地震台阵55个台站数据进行了分析反演，获得了华北克拉通与华南块体东部构造边界附近区域的地壳S波速度与径向各向异性结构.成像结果表明，以东经118°-118.5°附近为界，西北部表现为地壳低速异常和中下地壳正的径向各向异性，东南部表现为地壳高速异常，下部地壳存在负的径向各向异性.由此，本文推测地震波速结构差异反映了地壳内部物质与温度的差异，这种差异与两个地区自中生代晚期以来经历了截然不同的岩浆活动相关.  相似文献   

基于萤火虫和蝙蝠群智能算法的瑞雷波频散曲线反演   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

蔡伟  宋先海  袁士川  胡莹 《地球物理学报》2018,61(6):2409-2420

反演瑞雷波频散曲线能有效获取地层横波速度和厚度.但由于其高度的非线性、多参数、多极值等特点，传统的全局搜索方法易出现收敛速度慢、早熟收敛及搜索精度低的问题.鉴于此，本文提出并测试了基于萤火虫优化算法（FA）和带惯性权重的蝙蝠优化算法（WBA）的新的瑞雷波频散曲线反演策略.在瑞雷波频散曲线反演中，FA全局搜索能力强，但后期搜索精度低，而WBA局部搜索能力强，搜索精度高，但易出现早熟收敛.故本文将二者结合，提出了一种新的优化策略，称其为WFBA，即在反演前期使用FA，后期使用WBA，很好地解决了FA后期搜索精度低及WBA早熟收敛的问题.本文首先反演了三个典型理论模型的无噪声、含噪声的数据，验证了WFBA对瑞雷波数据反演的有效性与稳定性.然后将WFBA与WBA、FA单独反演以及不含惯性权重的FBA和粒子群优化算法（PSO）反演的结果进行了对比，说明了WFBA相对于WBA、FA、FBA和PSO具有更稳定、收敛速度更快、求解精度更高等优点.最后，反演了来自美国怀俄明地区的实测资料，检验了WFBA对瑞雷波数据反演的实用性.理论模型试算和实测资料分析表明，WFBA很适用于瑞雷波频散曲线的定量解释，具有很高的实用性价值.  相似文献   

川滇地区壳幔地震各向异性研究进展     

张艺  高原  赵镇岭 《中国地震》2018,34(2):207-218

根据川滇地区已有的地震各向异性研究结果,利用体波、面波资料的结果,分析川滇地区不同构造尺度、不同深度的地震各向异性特征。对比不同方法研究川滇地区介质各向异性的特点,探讨了该地区的介质连续性及壳幔耦合状态。分析认为,地壳上地幔各向异性的差异表明,川滇地区具有复杂的地壳及上地幔形变机制。因此,对于川滇地区壳幔地震各向异性的深入理解,需在理论上和高密度数据资料基础上加强量化分析和综合研究。  相似文献