11167.波浪在三維局部滲透海床上傳播的數(shù)值研究

1、碩士學(xué)位論文波浪在三維局部滲透海床上傳播的數(shù)值研究Wavepropagationon3一Dlocalpermeableseabed學(xué)21206259大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要我國(guó)南海島礁多為珊瑚島礁，與不可滲透海床相比，珊瑚礁孔隙率大，需要考慮珊瑚島礁地形的滲透特性。因此，開展關(guān)于南海島礁海域水動(dòng)力環(huán)境特性的研究是十分必要的。本文針對(duì)珊瑚島礁海床的可滲透特性，研究了波

2、浪在三維局部滲透島礁上的傳播特性。本文首先根據(jù)Darcy滲透定律推導(dǎo)出三維局部滲透海床的控制方程，利用滲透海床項(xiàng)部和水底處法向速度和壓強(qiáng)的連續(xù)條件得到流域中速度勢(shì)在滲透海床頂部滿足的邊界條件。采用線性勢(shì)流理論，以三維Laplace方程作為控制方程，根據(jù)格林第二定理建立速度勢(shì)的邊界積分方程，通過采用滿足自由水面條件的格林函數(shù)使積分區(qū)域只限于局部可滲透海床邊界。采用高階邊界元方法求解邊界積分方程得到可滲透海床上的繞射勢(shì)，進(jìn)而求得自由水面的繞

3、射勢(shì)和波浪在三維局部滲透海床上傳播過程中波浪幅值的變化情況。通過與已發(fā)表的波浪對(duì)圓柱形暗礁的時(shí)域全繞射結(jié)果對(duì)比，證明了本文建立的頻域方法計(jì)算波浪幅值的正確性和有效性。首先利用這一模型研究了大范圍三維矩形平底滲透海床區(qū)域上波浪的傳播特性，并分析了入射波波長(zhǎng)、海床滲透特性系數(shù)等參數(shù)對(duì)波浪傳播的影響。波浪傳入矩形平底滲透海床后幅值逐漸衰減，傳出滲透區(qū)域后幅值逐漸增加。并且由于三維影響，在垂直于波浪傳播的方向上，矩形滲透海底中線處衰減最大，遠(yuǎn)離

4、中線衰減逐漸減小，波浪幅值分布具有明顯的三維特性。另外，入射波浪波長(zhǎng)越小，滲透海床的滲透系數(shù)越大，波浪沿著傳播方向的衰減就越明顯，傳出滲透海床后影響范圍也越大。在不可滲透海床和滲透海床的交界處，由于滲透性發(fā)生突變，波浪出現(xiàn)明顯的反射現(xiàn)象，并且滲透系數(shù)越大入射波波長(zhǎng)越長(zhǎng)，反射現(xiàn)象越明顯。然后利用模型研究了半橢球體三維局部滲透海床上波浪的傳播特性，分析了入射波波長(zhǎng)、海床滲透特性參數(shù)和海床高度等參數(shù)對(duì)波浪傳播的影響。與滲透系數(shù)為零的島礁相比，