12270.波浪在島礁地形上繞射的研究

1、碩士學(xué)位論文波浪在島礁地形上繞射的研究WaveDiffractionoveraLocalTopography作者學(xué)科、學(xué)姓名：專(zhuān)業(yè)：號(hào)：指導(dǎo)教師：塍越數(shù)援完成日期：窒Q!壘生墨旦皇旦大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要海洋有著豐富的資源，開(kāi)發(fā)利用海洋資源有助于緩解社會(huì)發(fā)展與陸上資源短缺的矛盾。海洋中的島礁為人們利用海洋中的自然資源提供了便利。弄清島礁周?chē)乃畡?dòng)力環(huán)境也是合理利用

2、海島資源必不可缺的。以三維Laplace方程作為控制方程，由格林第二定理導(dǎo)出邊界積分方程，采用時(shí)域高階邊界元方法研究了波浪在島礁地形的繞射問(wèn)題。其中，格林函數(shù)選用Rankine源和它關(guān)于水平海底的像，去除了局部地形以外的水平海底邊界，積分區(qū)域?yàn)榫植康匦魏陀邢迏^(qū)域的靜水面。數(shù)值過(guò)程中，運(yùn)用高階邊界元方法離散此方程。采用預(yù)修正快速傅里葉變換的方法，不顯示生成由積分方程得到的線性方程組，算法的存儲(chǔ)量由顯示生成的O(N2)降為D(Ⅳ)，計(jì)算量由

3、直接求解顯示線性方程組所需的O(N3)降為O(NlnN)，N為未知量個(gè)數(shù)。根據(jù)線性邊界條件，采用四階龍格庫(kù)塔法實(shí)現(xiàn)時(shí)間的步進(jìn)，得到各時(shí)刻下的不同位置處的波面高度。首先，研究了時(shí)域內(nèi)波浪對(duì)置于圓錐形、拋物形地形上圓柱島的全繞射。計(jì)算了兩種地形上的圓柱島與靜水面交線處的波高，最大波高出現(xiàn)在圓柱島的迎浪側(cè)，最小值在出現(xiàn)在背浪側(cè)。入射波浪周期越短，圓柱島相鄰位置處的波面高度差異越來(lái)越明顯；圓柱島的淹沒(méi)深度越深，圓柱島與水面交線及整個(gè)自由水面上的

4、波高均減小，其中最小值變化較小，最大值變化較大；圓柱島下方局部地形坡度越陡，交線位置處的最大波高越小。然后，研究了時(shí)域內(nèi)波浪對(duì)圓柱形、圓臺(tái)形以及拋物形三種暗礁地形的全繞射。數(shù)值結(jié)果表明：隨著入射波浪周期的增加，水面上最大波高出現(xiàn)的位置逐漸向礁石軸線靠攏，數(shù)值逐漸減小：隨著礁石高度的減小，即暗礁頂面距離靜水面的距離h。的增加，自由水面波高的最大值逐漸減小，最大值出現(xiàn)的位置逐漸遠(yuǎn)離暗礁的軸線位置；當(dāng)礁石底半徑、水深及入射波浪為周期、礁石高度