礁坪地形上波浪傳播與流場(chǎng)特性SPH分析.pdf

1、珊瑚礁海岸是天然的防波堤，可以有效的阻擋外海海浪及風(fēng)暴潮對(duì)海岸的侵蝕。隨著海洋工程建設(shè)的不斷發(fā)展和拓深，國(guó)內(nèi)外已有在珊瑚礁坪上修造建筑物的實(shí)例。然而珊瑚礁海岸的地形條件與普通的近岸地形條件不甚相同，其在水深急劇變化之后存在一段長(zhǎng)礁坪，礁坪上的水深較淺且變化不大，較小的波浪可以穿越礁坪而不發(fā)生破碎，較大的波浪則會(huì)發(fā)生變形破碎，因而能夠穿越珊瑚礁頂?shù)牟ɡ说拇笮∈艿浇钙荷纤畹南拗?。穿過(guò)礁坪的波浪會(huì)與礁上建筑物相互作用，因而有必要深入了解波浪

2、在礁坪地形上的傳播規(guī)律和礁坪上水體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
　　本文基于光滑粒子動(dòng)力學(xué)（Smoothed Particle Hydrodynamics，即SPH）方法，以N-S方程為水動(dòng)力控制方程，建立了二維數(shù)值波浪水槽，對(duì)波浪在不同坡度的礁坪地形上的傳播問(wèn)題開(kāi)展了數(shù)值模擬。同時(shí)，在大連理工大學(xué)海岸和近海工程的波浪水槽內(nèi)，設(shè)計(jì)并完成了規(guī)則波在陡峭礁坪（坡度1∶1）上傳播變形的物理模型試驗(yàn)，測(cè)量和分析了不同位置處波面的變化情況，并對(duì)礁坪上水體的

3、流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了觀測(cè)和分析?；趯?duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)有陡峭向海坡（坡度1∶1）且后方坪頂有凹陷的礁坪地形上規(guī)則波的傳播過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。波面和流速的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與物理模型試驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)吻合較好，表明本文所建立的SPH數(shù)值波浪水槽可模擬深水波浪在陡峭礁坪地形上的傳播變形問(wèn)題。
　　在對(duì)SPH數(shù)值波浪水槽充分驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，本文對(duì)波浪在不同坡度的珊瑚礁坪上的傳播和流場(chǎng)特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，考慮了入射波浪周期、波高，礁前水深，礁坪坡度等對(duì)波浪