波浪輻射應(yīng)力計(jì)算及其對低頻波浪的影響.pdf

1、波浪輻射應(yīng)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(shí)均值減去沒有波浪作用時(shí)的靜水壓力定義為波浪剩余動量流，即波浪輻射應(yīng)力。幾十年來，眾多研究表明波浪輻射應(yīng)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(xué)研究的重要內(nèi)容。 目前對輻射應(yīng)力的計(jì)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(jìn)波，并且計(jì)算時(shí)還需要已知水體各點(diǎn)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(yīng)力計(jì)算方法。利用改進(jìn)了色散關(guān)系的Boussinesq方程并結(jié)合輻射應(yīng)力的基本概念，提出一種新的波浪輻射應(yīng)力計(jì)算方法，并對方程進(jìn)行有效的拓展和數(shù)值求解。 將模型應(yīng)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(shí)驗(yàn)測量值進(jìn)行比較分析。從波面、均方根波高和輻射應(yīng)力三個(gè)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(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性和實(shí)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(yùn)、港內(nèi)波浪和系泊船運(yùn)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(jìn)行數(shù)值模擬，并討論輻射應(yīng)力與低頻波浪之間的關(guān)系。模擬常水深地形時(shí)，發(fā)現(xiàn)調(diào)諧率是雙色波群傳播形態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)；模擬斜坡地形時(shí)，考慮了波群未破碎和波群破碎兩種情況，并與物理模型實(shí)驗(yàn)的測量值進(jìn)行比較，分別從波