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)計波高均取當(dāng)?shù)氐臉O限波高即破碎波高，因此對緩坡上破碎波高的研究具有極強的工程實用價值。已有的研究中最具代表性的是合田良實和澳大利亞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)及波形不對稱性對破碎指標的影響。于洋等通過實驗研究及數(shù)值計算得出波形關(guān)于垂直軸不對稱性對波浪破碎指標有重要影響，但未對底坡坡度及底摩阻系數(shù)與波浪破碎的關(guān)系進行深入研究。其它的研究成果也多限于相對波

2、高及底坡坡度與破碎指標關(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，主要對緩坡上規(guī)則波的變形與破碎進行系統(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1/200坡度上的規(guī)則波傳播與變形進行了數(shù)值模擬，計算結(jié)果與實驗結(jié)果進行了對比，破碎水深和破碎波高吻合甚好，驗證了數(shù)值模型的可靠性。 其次在不計底部能量損耗時，對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行了數(shù)值計算，分析了海底坡度、深水波陡、破碎點處相對水深及波形不對稱性與破碎指標的關(guān)系。計算結(jié)果表明，破碎指標與坡度無關(guān)。 最后在計及底部能量損耗時，對不同坡度上的規(guī)則波傳播與變形進行計算。主要分析了海底坡度i、波形不對稱性參數(shù)(T′/T″、(T′+T″)、ηc/ηt)和底摩阻系數(shù)f等與破碎指標之間的關(guān)系。并根據(jù)能量守恒準則和波浪破碎條件，對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)系進行