波浪輻射應力計算及其對低頻波浪的影響.pdf

1、波浪輻射應力的概念是由Longuet—Higgins和Stewart提出的，將作用于單位面積水柱體的總動量流的時均值減去沒有波浪作用時的靜水壓力定義為波浪剩余動量流，即波浪輻射應力。幾十年來，眾多研究表明波浪輻射應力是波浪增減水、沿岸流、近岸環(huán)流系統(tǒng)、破波帶內(nèi)底部反向流、碎波拍的驅(qū)動力，是近岸水波動力學研究的重要內(nèi)容。 目前對輻射應力的計算大多采用Longuet—Higgins和Stewart提出的公式，但該公式只適用于簡單的純

2、行進波，并且計算時還需要已知水體各點的速度、波高和波向等波浪要素。本文提出基于Boussinesq方程的波浪輻射應力計算方法。利用改進了色散關(guān)系的Boussinesq方程并結(jié)合輻射應力的基本概念，提出一種新的波浪輻射應力計算方法，并對方程進行有效的拓展和數(shù)值求解。 將模型應用于常水深地形和變水深地形，并將數(shù)值結(jié)果與理論解、物理模型實驗測量值進行比較分析。從波面、均方根波高和輻射應力三個方面的結(jié)果比較可以看出，模型可以較好的模擬波

3、浪在不同地形上以及破碎情況下的傳播變形，驗證了模型的準確性和實用性。 近岸低頻波浪通常是指海洋中頻率在0.004～0.04Hz的波浪，它對海岸泥沙輸運、港內(nèi)波浪和系泊船運動都有重要的作用。利用本文提出的模型對低頻波浪的傳播變形進行數(shù)值模擬，并討論輻射應力與低頻波浪之間的關(guān)系。模擬常水深地形時，發(fā)現(xiàn)調(diào)諧率是雙色波群傳播形態(tài)的一個重要參數(shù)；模擬斜坡地形時，考慮了波群未破碎和波群破碎兩種情況，并與物理模型實驗的測量值進行比較，分別從波