考虑非线性弥散影响的波浪变形数学模型

提出了逼近Kirby和Dalrymple的非线性弥散关系的显式非线性弥散关系的表达式,该显式表达式与他们的非线性弥散关系的精度几乎完全相同.采用显式非线性弥散关系,结合含弱非线性效应的缓坡方程,得到考虑非线性弥散影响的波浪变形数学模型,并对该数学模型进行了数值验证.结果表明,考虑非线性弥散影响的波浪变形数学模型更为精确.     

波浪的非线性显式弥散关系

波浪的非线性弥散关系在应用于求解波浪的变形问题时很不方便，需要与含非线性效应的缓坡方程一起进行迭代运算，往往导致数值计算的计算量太大，计算过于复杂。采用显式形式表达非线性弥散关系，可以克服上述缺点，大为简化波浪变形数值计算的计算量。本文通过将现有的非线性弥散关系进行分析比较，给出了一个更为一般的非线性弥散关系及其显式表达式，经比较可知，该显式弥散关系与相对应非线性弥散关系吻合的很好。本文最后用该显式结合含弱非线性效应的缓坡方程，对复式浅滩地形上的波浪折射绕射进行了计算。结果表明，考虑弱非线性可以得出与实验数据更为相符的结果，而采用显式弥散关系可以有效提高计算效率,在波浪的非线性计算中不失为一种切实有效的方法。     

波浪非线性弥散关系及其应用

针对Hedges及Kirby等对Kirby和Dahymple的非线性弥散关系的修正关系,在小波陡时中等水深范围存在较大偏差的问题,给出了一个新的非线性弥散关系。比较可知,新的关系在小波陡时减小了中等水深范围内50％的误差,而在大波陡时能够保持其单调性,且形式上更为简练。将其应用于含弱非线性效应的缓坡方程进行数值验证,结果表明,采用新的非线性弥散关系得到的计算结果与实测结果更为吻合。     

显式非线性弥散关系在浅水波变形计算中的应用

本文参照Ｚｈａｏ和Ａｎａｓｔａｓｉｏｕ的方法,导出了逼近Ｂｏｏｉｊ的非线性弥散关系的近似显式表达式,该式给出的结果与Ｂｏｏｉｊ的非线性弥散关系相当吻合。用中文显式非线性弥散关系,结合会弱非线性效应的缓坡方程,构成含非线性影响项缓坡方程的一个求解浅水波变形问题的方程组。用实验数据对本文模型进行验证,结果表明,显式非线性弥散关系在求解浅水波变形问题时,给出了更符合实验数据的结果。     

波浪非线性弥散关系分析

Hedges及Kirby等的非线性弥散关系及其修正式在浅水区小波陡时存在较大误差 ,李瑞杰等针对这个问题给出了新的非线性弥散关系式。本文通过对各种非线性弥散关系计算分析可知 ,由李瑞杰等提出的非线性弥散关系除了具有Hedges ,Kirby和Dalrymple等人提出的非线性弥散关系及修正式的优点外 ,还能大大地减小在小波陡相对水深为 1相似文献   

波浪在浅水传播中的弱非线性效应

在波浪从深水向浅水传播过程中,考虑弱非线性效应具有重要的实用价值,因此得到广泛的讨论和研究。本文根据文献「６」导出的考虑能耗的定常缓坡方程,结合文献「５」给出的显式非线弥散关系,得出了含弱非线性效应的缓坡方程,用该方程对浅水中波浪的传播 计算,将计算结果和试验数据进行了比较,结果表明,含弱非线性效应的缓坡方程可以用于讨论浅水中波浪传播的弱非线性效应,所得计算计算结果与试验结果更为吻合。     

考虑波能耗散的近岸波浪传播数学模型

基于考虑能耗的定常缓坡方程，推导得出包含波能耗散的近岸水域波浪传播变形数学模型，并用所得模型对浅水中波浪的传播进行了计算，将计算结构与Berkhoff的实验数据进行比较，表明二者吻合很好。该数学模型能较好地解决波浪在浅水中的传播变形问题。     

波浪谱形对不规则波数值模拟的影响

通过数值模拟分析了波浪谱形对不规则波浪数值模拟结果的影响.采用不同参数的JONSWAP谱模拟入射波要素,基于抛物型缓坡方程模拟不规则波浪的传播,分析了波浪谱形状对波浪数值模拟结果的影响.结果表明,采用抛物型缓坡方程模拟不规则波浪时,入射波浪谱形对模拟结果影响不明显;但由于模型中非线性项的影响,采用不规则波模拟的波高分布和采用规则波模拟的结果略有差别.     

近岸波浪传播变形数学模型的研究与进展

对近岸波浪传播变形的各种数学模型进行了归纳评述和总结,以期对本研究方向的发展起到一定的引导和促进作用。     

近岸波浪浅水变形的非线性分析

本文就近岸波浪具有非线性特征提出了应用椭圆余弦波理论来研究波浪浅水变形的非线性问题。本文在椭圆余弦波数值计算的基础上，进一步分析了浅水波浪在ＨＬ~２／Ｄ~３＞２６情形下波高的变化规律，其中考虑了床面底摩擦、底坡和传质水流等因素对波高变化的影响及相应的程度分析。计算结果分析表明，浅水波浪的非线性性质和底部摩擦对波高变化的影响不能忽略，这对确定海岸工程标高有较大的实际意义和经济价值。     

Nonlinear Dispersion Effect on Wave Transformation

—A new nonlinear dispersion relation is given in this paper.which can overcome the limitationof the intermediate minimum value in the dispersion relation proposed by Kirby and Dalrymple(1986).and which has a better approximation to Hedges'empirical relation than the modified relations by Hedges(1987).Kirby and Dalrymple(1987)for shallow waters.The new dispersion relation is simple in form.thusit can be used easily in practice.Meanwhile,a general explicit approximation to the new dispersion rela-tion and other nonlinear dispersion relations is given.By use of the explicit approximation to the newdispersion relation along with the mild slope equation taking into account weakly nonlinear effect.amathematical model is obtained,and it is applied to laboratory data.The results show that the model de-veloped with the new dispersion relation predicts wave transformation over complicated topography quitewell.     

Nonlinear Dispersion Relation in Wave Transformation

1 .Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ1ＴｈｉｓｗｏｒｋｗａｓｆｉｎａｎｃｉａｌｌｙｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ (ＧｒａｎｔＮｏ .4 0 0 760 2 6ａｎｄ 4 0 0 760 2 8) Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ.Ｅ ｍａｉｌ:ｒｊｌｉ@ｈｈｕ .ｅｄｕ .ｃｎ　　Ｉｔｉｓａｖｅｒｙｕｓｅｆｕｌａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｗａｖｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｎｏｎ ｌｉｎｅａｒｉｔｙｏｆｗａｖｅｐｒｏ…     

考虑非线性频散效应的风浪关系及其应用

随着我国沿海地区海洋经济的快速发展,相关海域的风浪规律的研究越来越受到人们的重视。依据Toba的风浪3/2指数律和非线性频散关系推导得到一个新的波陡波龄关系式,简化获得适用于深水情况下的波陡波龄关系式;基于考虑非线性频散效应的波龄波陡深水关系式,并结合有效波能量平衡方程,进一步推导出包含非线性频散效应的深水海域风浪公式。利用新的深水风浪公式,并结合Mitsuyasu开阔海域风区、风速经验公式,研究了江苏沿海海域的风浪规律,且与NCEP再分析风浪数据以及其他公式结果进行对比分析。分析结果表明所获得的新深水风浪公式适用范围更广,且在只考虑风速这个单一参数条件下计算得到的江苏外海波浪要素与NCEP再分析风浪数据吻合程度最好,且更接近其他学者的研究成果。计算过程可避免开阔海域风区长度推算的不确定性和人为因素所产生的误差,可为我国风浪成长规律的理论研究和海洋工程深海风浪要素推算提供参考。     

A Modified Form of Mild-Slope Equation with Weakly Nonlinear Effect

Nonlinear effect is of importance to waves propagating from deep water to shallow water.Thenon-linearity of waves is widely discussed due to its high precision in application.But there are still someproblems in dealing with the nonlinear waves in practice.In this paper,a modified form of mild-slope equa-tion with weakly nonlinear effect is derived by use of the nonlinear dispersion relation and the steady mild-slope equation containing energy dissipation.The modified form of mild-slope equation is convenient to solvenonlinear effect of waves.The model is tested against the laboratory measurement for the case of a submergedelliptical shoal on a slope beach given by Berkhoff et al,The present numerical results are also comparedwith those obtained through linear wave theory.Better agreement is obtained as the modified mild-slope e-quation is employed.And the modified mild-slope equation can reasonably simulate the weakly nonlinear ef-fect of wave propagation from deep water to coast.     

海底边坡稳定性分析中波浪力的求解

针对浅水区波浪的非线性特性,提出了在海底边坡稳定性分析中应用椭圆余弦波理论来研究波浪力的问题,利用非线性弥散关系建立了新的适用于整个水深范围的椭圆余弦波的近似求解方法.结合工程实例,确立了海底边坡波浪力的计算步骤,并编制了计算程序.