非线性长波在渗透台阶地形上的变形及衰减特性研究

发布时间：2021-01-27 10:15

　　非线性长波是水体波动的重要形式。这类波浪在由深水向浅水传播的过程中,波高会急剧增加,形成巨大波浪,有可能造成严重危害。为了深入研究非线性长波的传播变浅特性,本文通过二维物理模型试验和数学模型对长波在台阶地形上的传播变形展开研究。首先,从孤立波的角度出发,利用一种Boussinesq模型数值研究了孤立波在直立和倾斜台阶地形上的变浅分裂特性,着重研究了地形坡度、水深和入射波高的影响作用。研究表明,坡度会影响孤立波非线性演化的进程,使在更缓坡度上的孤立波更容易发生分裂；但坡度对分裂完成后的主孤立波和次孤立波的波高大小影响不大。水深（深水水深和浅水水深）浅、入射波高大的孤立波非线性更强,在台阶上更容易发生分裂,分裂完成后的主、次峰波高也越大。其次,开展二维物理模型试验,将研究对象推广到自然界的滑坡兴波,研究了滑坡兴波的浅化特性,并重点研究了滑坡兴波在渗透台阶地形上的变形及衰减特性,主要关注了渗透地形、渗透地形厚度、波浪非线性等因素的影响。研究表明,地形突变会导致滑坡兴波产生变浅分裂,且色散性在传播过程中越来越重要,波浪周期会明显增大。短距离范围内,渗透地形对主峰波高具有衰减作用,但对分裂波的生... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 非线性长波传播及变浅特性研究
        1.2.2 Boussinesq类波浪模型研究
    1.3 本文的研究工作
2 数学模型
    2.1 二参数Boussinesq模型
    2.2 适用于渗透地形的Boussinesq模型
    2.3 数值模型求解方法
        2.3.1 数值离散方法
        2.3.2 数值造波
        2.3.3 初始条件和边界条件
    2.4 本章小结
3 孤立波在台阶地形上的传播变浅特性研究
    3.1 二参数Boussinesq模型验证
    3.2 孤立波在台阶地形上的分裂特性研究
        3.2.1 台阶坡度的影响
        3.2.2 水深的影响
        3.2.3 入射波高的影响
    3.3 本章小结
4 滑坡兴波在渗透台阶地形上的变形与衰减特性试验研究
    4.1 试验设置
    4.2 试验结果分析
        4.2.1 地形突变影响
        4.2.2 渗透地形的影响
        4.2.3 渗透台阶地形厚度影响
        4.2.4 波浪非线性的影响
        4.2.5 边界层特性
    4.3 本章小结
5 滑坡兴波在渗透台阶地形上的变形与衰减特性数值研究
    5.1 滑坡兴波在平底地形下的传播演变
        5.1.1 二参数Boussinesq模型验证
        5.1.2 考虑边界全反射的二参数Boussinesq模型验证
        5.1.3 左侧壁反射波的分离计算
        5.1.4 滑坡兴波的长距离传播特性
    5.2 滑坡兴波在渗透台阶地形上的传播演变
        5.2.1 适用于渗透地形的Boussinesq模型验证
        5.2.2 滑坡兴波在长距离渗透地形上的传播特性
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]潜礁上孤立波传播的数值模拟[J]. 房克照,刘忠波,唐军,邹志利,尹继伟.  哈尔滨工程大学学报. 2014(03)
[2]水滑坡体产生的涌浪特性[J]. 汪洋,牛小静,余锡平.  清华大学学报(自然科学版). 2013(01)
[3]NUMERICAL SIMULATION OF SOLITARY WAVE RUN-UP AND OVER-TOPPING USING BOUSSINESQ-TYPE MODEL[J]. TSUNG Wen-Shuo,HSIAO Shih-Chun,LIN Ting-Chieh.  Journal of Hydrodynamics. 2012(06)
[4]适合渗透海床上的Boussinesq水波数学模型[J]. 刘忠波,房克照,孙昭晨.  广西大学学报(自然科学版). 2012(05)
[5]滑坡涌浪影响因素研究[J]. 徐文杰.  工程地质学报. 2012(04)
[6]高阶Boussinesq水波方程的改进[J]. 邹志利.  中国科学E辑:技术科学. 1999(01)
[7]孤立波与潜水台阶相互作用的数值研究[J]. 万德成,戴世强.  水动力学研究与进展（A辑）. 1998(01)
[8]高阶Boussinesq水波方程[J]. 邹志利.  中国科学E辑:技术科学. 1997(05)

博士论文
[1]高阶Boussinesq方程的研究[D]. 刘忠波.大连理工大学 2006

硕士论文
[1]应用高阶Boussinesq方程模拟复杂地形上波浪传播与变形[D]. 张晓莉.大连理工大学 2001



本文编号：3002880