近岸波浪折繞射聯(lián)合模型的研究與應(yīng)用.pdf

1、本文將近岸波浪折繞射聯(lián)合模型應(yīng)用于桑溝灣尋山電廠(chǎng)防波堤的設(shè)計(jì)波要素的計(jì)算，并以此為基礎(chǔ)研究了流場(chǎng)引起的波高變化情況，探討了計(jì)算區(qū)域內(nèi)風(fēng)對(duì)波浪的影響。 隨著海洋工程的發(fā)展，波浪作為一個(gè)重要的海洋環(huán)境要素，其研究的進(jìn)程也隨之向前推進(jìn)。本文回顧了自上個(gè)世紀(jì)以來(lái)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的波浪數(shù)值模型的發(fā)展歷程和在發(fā)展中不斷應(yīng)用的實(shí)際情況，闡明了波浪數(shù)值模擬在波浪研究中的可行性及其在應(yīng)用中的重要作用和重大價(jià)值。 基于緩坡方程的波浪折繞射模型

2、是波浪模型中重要的一類(lèi)，蔣德才等人開(kāi)創(chuàng)并發(fā)展起來(lái)的折繞射模型經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展，已成型并成功應(yīng)用于波浪的計(jì)算。本文從最原始的緩坡方程出發(fā)，逐步推導(dǎo)出其差分格式，介紹了邊界條件的處理，系統(tǒng)闡述了模型的基本原理和應(yīng)用方法。 實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，是不是好的理論需要實(shí)際應(yīng)用來(lái)檢驗(yàn)。本文將折繞射模型應(yīng)用于尋山電廠(chǎng)防波堤的設(shè)計(jì)波要素計(jì)算，通過(guò)附近成山頭和石島海洋站的年極值資料，推得模型計(jì)算的邊界條件，計(jì)算了NE(NNE)、E(ESE)

3、、SE(SSE)、S方向的不同重現(xiàn)期波要素情況不同水位條件下的波浪，描述了各個(gè)方向波浪的特征，給出了各種情況下防坡堤周?chē)P(guān)鍵點(diǎn)的波要素值。 在前述基礎(chǔ)上，本文考慮了在ECOM模擬的流場(chǎng)中波浪的變化情況，得到小流場(chǎng)對(duì)波高基本不產(chǎn)生影響的結(jié)論。進(jìn)一步，在假定的均勻流場(chǎng)情況下，研究了波高隨流變化的情況，得到結(jié)論：流向與波向相同時(shí)，波高減小；流向與波向相反時(shí)，波高增大；在方向相反大小相同的流速下，波高增大效應(yīng)強(qiáng)于波高減小效應(yīng)。

4、風(fēng)是影響波浪的另一個(gè)重要因素，本文在計(jì)算區(qū)域內(nèi)利用淺水風(fēng)浪成長(zhǎng)公式引入風(fēng)浪的計(jì)算。由于本文的計(jì)算區(qū)域較小、網(wǎng)格步長(zhǎng)較短，區(qū)域內(nèi)的風(fēng)的影響可忽略不計(jì)。但在某些情況下，計(jì)算區(qū)域較大時(shí)，應(yīng)該充分考慮風(fēng)的影響。 全文以國(guó)內(nèi)原創(chuàng)的波浪折繞射模型為基礎(chǔ)，進(jìn)行波浪的數(shù)值計(jì)算。在計(jì)算中，充分考慮和探討了影響波浪的風(fēng)和流這兩個(gè)因素的引入所帶來(lái)的變化。為了使模型的應(yīng)用更加方便，考慮的因素更加全面，將來(lái)的工作要處理好波長(zhǎng)與步長(zhǎng)的關(guān)系，并引入其它影響波