風與浪相互作用特征量的研究.pdf

1、本文通過在實驗室風浪槽中觀測風浪和風浪波面上方風速廓線，實驗研究粗糙度與風浪特征量關(guān)系、風浪波面上方風速結(jié)構(gòu)以及風浪特征量的無因次化問題。 近幾年的大量觀測研究表明，隨著風浪波齡的增大，粗糙度減小。但是粗糙度隨波齡變化的觀測結(jié)果存在差異，且部分數(shù)據(jù)點散落程度較大。實驗觀測目前是探索風與浪相互作用機制的重要方法，在實驗室風浪槽中進行實驗，可控制實驗條件，且風速較之海上穩(wěn)定，無涌浪和地形的影響。本文通過分析實驗室風浪觀測結(jié)果，研究粗

2、糙度與風浪特征量之間的關(guān)系研究粗糙度與風浪特征量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隨著譜寬度的增大，粗糙度呈現(xiàn)增大趨勢。在窄譜時，粗糙度隨譜寬度的增加變化不明顯，當波陡降低，粗糙度降低；但在寬譜時，當譜寬度增加時，粗糙度呈現(xiàn)明顯的增大趨勢，所以在譜寬度的影響下，即使波陡降低，粗糙度仍可增大。這一結(jié)果表明，波陡不足以完全決定粗糙度。當風浪波齡增加，粗糙度呈下降趨勢，但由于譜寬度對粗糙度的影響，當波齡增加，部分波浪可有較大的粗糙度。對目前粗糙度與波齡關(guān)系的觀測結(jié)

3、果中部分數(shù)據(jù)點的散落問題提出了一種解釋。 波面上方的風速分布的研究大都是利用機械造波，把波面視為簡單波動，將風速分為平均速度、波生速度、湍流速度的方法進行。但真實的風浪波面并非簡單波動，使用上述處理方法不能反映真實風浪上方風場結(jié)構(gòu)。本文通過分析實驗室風浪觀測結(jié)果，從風浪波面上方風速結(jié)構(gòu)方面研究風與浪相互作用，發(fā)現(xiàn)風速起伏程度隨著風速測點高度的增大而減小，說明距離波面越近，風速受波面的影響越大，隨著離波面距離的增大，風速受波面的影

4、響逐漸減?。伙L速混亂程度隨著波陡的增大而增大，風速混亂程度隨著粗糙度的增大而增大，并由風浪成長理論對該現(xiàn)象提出了一種解釋；由實驗結(jié)果得到風浪波面上方風速分布，發(fā)現(xiàn)其與正態(tài)分布基本符合，略微右偏，由波面特征對風速分布曲線的右偏現(xiàn)象提出了一種解釋。 本文由觀測到的風速廓線得到摩擦風速、10米高度處風速以及其它固定高度處風速，研究各種風速對風浪特征量無因次化結(jié)果，比較各種風速無因次化結(jié)果中數(shù)據(jù)點的散落程度，發(fā)現(xiàn)使用摩擦風速無因次化結(jié)果