基于Boussinesq水波模型的聚焦波模拟   总被引：1，自引：1，他引：0  

刘必劲  张振伟  刘忠波  傅丹娟  陈小云 《海洋学报》2021,43(3):31-39

基于最高导数为3阶的单层Boussinesq方程,建立了聚焦波的时域波浪计算模型。数值模型求解采用了预报?校正的有限差分法。对于时间差分格式,预报和校正分别采用3阶Adams-Bashforth格式和4阶Adams-Moulton格式。首先,针对不同水深条件下水槽中传播的强非线性波进行模拟,并将数值结果与流函数的数值解析解进行了比较,结果表明无论是波面位移、波面处的水平速度和垂向速度均与解析解符合较好,最大波峰面的速度分布伴随水深的增加与解析解吻合程度变差,非线性速度分布的适用范围与线性解析解适应范围kh<3.5基本一致。其次,对深水聚焦波演化进行了模拟研究,研究中聚焦波的生成采用在边界点累加不同频率线性规则波的方法。应用聚焦波物理模型实验结果验证模型,计算聚焦位置处的波面位移和沿水深的速度分布与实验结果的对比表明,波面位移吻合程度较好,垂向的水平速度分布基本吻合。最后,保持中心频率(周期)不变,数值模拟了周期范围变化下最大聚焦波峰面以及波峰面水平速度的变化趋势,结果表明波峰面值和波峰面水平速度随着周期范围缩小而增大。  相似文献   

立管-水平板结构消浪特性试验研究     

初岳峰  刘必劲  王立辉  傅丹娟  方文 《海洋通报》2020,39(4):507-513

在现有的矩形方箱和透空结构的基础上，提出一种由立管和水平板组合而成的消浪结构。利用波浪水槽物理模型试验，测试该结构在单向规则波作用下的消浪性能。分别探讨了其单排布置和双排布置时的透射系数随结构宽度、相对吃水深 度、相对间距等因素的变化规律。结果表明：单排布置时，透射系数随结构宽度的增大而减小，总体上随吃水深度的增大而减小；双排布置时，透射系数相对总宽度相同的单体结构减少 10 %，透射系数随吃水深度的增大而减小，前后间距对透射系数的影响不明显。对试验结果数据进行曲线拟合，得到了透射系数关于各影响因素的函数表达式。  相似文献   

浅浸没水平圆柱浮子波浪力计算研究     

刘必劲  傅丹娟  张友权  陈小云 《海洋工程》2019,37(4):54-62

以海漂垃圾收集装置浮式围栏的圆柱浮子为研究对象,基于圆柱浮子的浅浸没特性,改进了Morison方程,并结合物理模型试验,对波浪与浅浸没水平圆柱浮子作用问题进行探讨。结果表明,改进的Morison方程可对水平圆柱浮子的波浪力做精确预测,并揭示了波幅、浸没深度以及周期对圆柱浮子波浪力的影响规律。对于浅浸没的圆柱浮子,所受水平波浪力随波高的增大而增大,随周期的增大而衰减到某一特定值。波浪力的正向大小分布要大于负向,而正负向大小的差异主要受浸没深度的影响。  相似文献