波浪在緩坡上的變形及破碎.pdf

1、我國沿海岸建筑物大多建于平緩淺水海域，其設(shè)計(jì)波高均取當(dāng)?shù)氐臉O限波高即破碎波高，因此對(duì)緩坡上破碎波高的研究具有極強(qiáng)的工程實(shí)用價(jià)值。已有的研究中最具代表性的是合田良實(shí)和澳大利亞Nelson所提出的方法，但合田公式與Nelson公式均未反映底摩阻系數(shù)及波形不對(duì)稱性對(duì)破碎指標(biāo)的影響。于洋等通過實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值計(jì)算得出波形關(guān)于垂直軸不對(duì)稱性對(duì)波浪破碎指標(biāo)有重要影響，但未對(duì)底坡坡度及底摩阻系數(shù)與波浪破碎的關(guān)系進(jìn)行深入研究。其它的研究成果也多限于相對(duì)波

2、高及底坡坡度與破碎指標(biāo)關(guān)系的研究，到目前為止關(guān)于破碎波高的研究還不充分。因此本文結(jié)合數(shù)值模擬與物理模擬，主要對(duì)緩坡上規(guī)則波的變形與破碎進(jìn)行系統(tǒng)的分析與研究。 首先通過在二維波浪水槽內(nèi)采用邊界元法直接求解Laplace方程，對(duì)1/200坡度上的規(guī)則波傳播與變形進(jìn)行了數(shù)值模擬，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，破碎水深和破碎波高吻合甚好，驗(yàn)證了數(shù)值模型的可靠性。 其次在不計(jì)底部能量損耗時(shí)，對(duì)三組深水波陡不同的規(guī)則波在1/100～

3、1/700的緩坡上的傳播與變形進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，分析了海底坡度、深水波陡、破碎點(diǎn)處相對(duì)水深及波形不對(duì)稱性與破碎指標(biāo)的關(guān)系。計(jì)算結(jié)果表明，破碎指標(biāo)與坡度無關(guān)。 最后在計(jì)及底部能量損耗時(shí)，對(duì)不同坡度上的規(guī)則波傳播與變形進(jìn)行計(jì)算。主要分析了海底坡度i、波形不對(duì)稱性參數(shù)(T′/T″、(T′+T″)、ηc/ηt)和底摩阻系數(shù)f等與破碎指標(biāo)之間的關(guān)系。并根據(jù)能量守恒準(zhǔn)則和波浪破碎條件，對(duì)極平緩岸坡上波浪不再破碎的臨界岸坡與底摩阻系數(shù)的關(guān)系進(jìn)行