波浪在礁坪地形上的傳播演變規(guī)律研究.pdf

1、帶有一定坡度的珊瑚礁坪地形作為一些島礁的天然屏障，很久以來一直吸引著國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。同時隨著我國南海的不斷開發(fā)，有著廣泛分布的島礁地形的工程意義得到了越來越多的發(fā)掘，國外已有諸多在礁坪上進行港口水工建筑物的實例。當(dāng)來自深水的波浪傳播至礁坪前方的陡坡時，急劇的水深變化引起的波浪破碎會使得礁坪上水體的運動更加復(fù)雜。基于珊瑚礁地形的復(fù)雜性，對于深水波浪越過一定坡度后進入礁坪的傳播演變特性一直缺少全面深入的研究。另外，由于波浪破碎所引發(fā)的珊瑚

2、礁坪上水體的流動問題也是工程和學(xué)術(shù)界關(guān)注的重點問題之一。
　　本文在總結(jié)現(xiàn)有相關(guān)研究工作的基礎(chǔ)上，設(shè)計并開展了深水波浪在礁坪地形上傳播的二維斷面試驗。將環(huán)礁地形進行了簡化，利用具有一個1∶1的陡坡以及后方潟湖的模型進行了物理模型試驗，對不同水深及入射條件下的規(guī)則波浪在該地形上傳播時的波面演變規(guī)律、沿程波高、波浪引發(fā)的增減水以及礁坪上的波生流特性進行了較為系統(tǒng)的分析。對比研究了包括干礁坪時的波浪變形規(guī)律，探討了礁坪及潟湖中由于水深劇

3、變引發(fā)的頻率變化規(guī)律。通過對比各個入射波浪條件下地形沿程的波高、平均水面變化趨勢，討論了波高、周期與水深作為參數(shù)對波浪沿程波高與水位變化的影響規(guī)律。基于試驗流速數(shù)據(jù)，分析了礁坪上波生流特性，并利用OpenFOAM開源軟件對珊瑚礁坪上波浪的傳播進行模擬，計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)吻合較好?；谠囼灪蛿?shù)值計算得到的礁坪上流速信息的統(tǒng)計分析，得到了礁坪上波生流的經(jīng)驗分析公式。
　　本文初步給出了深水陡坡條件下波浪在礁坪上傳播時的波面形態(tài)演變規(guī)律