不规则波作用下平面海岸沿岸流数值模拟与流速分析

发布时间：2023-03-11 19:14

　　沿岸流是引起泥沙搬运、岸滩演变和污染物搬运的重要因素。其产生原因包括风力作用、河流入海作用和波浪作用等。本文以不规则波浪作用下的沿岸流为研究对象,对不同岸坡坡度海岸地形上的沿岸流开展数值模拟,通过数据分析,希望得到岸坡坡度和入射波浪条件对沿岸流进行直观的表述。首先,基于MIKE21 PMS模型,采用抛物型缓坡方程对斜向入射的不规则波浪的传播进行数值模拟,得到模拟区域内波高和波浪辐射应力的分布规律,再将波浪辐射应力作为波生流的输入条件对沿岸流进行数值模拟,数值模拟结果与岸坡坡度1/100,1/40坡度地形上沿岸流物理模型实验结果吻合良好。其次,对岸坡坡度1/20,1/10坡度地形上的沿岸流进行模拟,统计不同坡度不同入射波浪条件下沿岸流流速最大值和最大值出现的位置,分析沿岸流流速分布与岸坡坡度、入射波浪条件的关系,并给出四种坡度下沿岸流流速最大值和最大值出现的位置与入射波浪条件的关系图。最后,选用高斯分布函数拟合沿岸流流速分布规律,依据统计数据确定高斯分布函数的待定系数与岸坡坡度、入射波浪条件之间的关系,得到以高斯分布函数拟合的沿岸流流速分布公式,可为实际工程应用提供参考。

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 沿岸流研究现状
        1.1.1 物理模型实验
        1.1.2 数值模拟
        1.1.3 流速公式
    1.3 主要研究内容
2 模型简介及控制方程
    2.1 MIKE21 PMS模型简介
        2.1.1 基本方程
        2.1.2 波浪破碎
        2.1.3 水底摩擦
    2.2 MIKE21工具波生流设置
        2.2.1 基本方程
        2.2.2 数值解法
    2.3 模型验证
3 沿岸流流速分布影响因素分析
    3.1 不同波浪入射条件下沿岸流流速分布规律
    3.2 不同坡度地形下沿岸流流速分布规律
4 沿岸流流速分布函数
    4.1 沿岸流流速统计方法
        4.1.1 沿岸流流速无量纲化方法
        4.1.2 沿岸流流速最大值与其出现位置统计图
    4.2 沿岸流流速分布函数拟合方法
    4.3 沿岸流流速分布函数分析
        4.3.1 流速最大值A
        4.3.2 最大流速出现位置xc

        4.3.3 流速分布宽度ω_v

5 沿岸流流速分布函数应用
    5.1 流速分布函数验证
    5.2 流速分布函数推广
结论
参考文献
附录 A 拟合公式各参数推荐值
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3760086