反常波海面一維表征模型研究.pdf

1、隨著全球人口的增加，陸地上的資源已經(jīng)難以滿足需求，海洋正在成為人類的資源基地和第二生存空間。海洋資源開發(fā)利用首先依賴于海上工程設(shè)施，但隨著海洋開發(fā)利用的規(guī)模日趨復(fù)雜和龐大，近海油氣開發(fā)不斷向深水發(fā)展，這些海上結(jié)構(gòu)物有可能承受實際海況下強(qiáng)非線性波浪的作用，反常波就是這樣的一種波浪，它波高極大，波峰尖瘦，能量很集中，其波峰的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同等波高的其他波浪，破壞力極大。因此，研究反常波的基本特性、演化過程、生成機(jī)理、內(nèi)外部結(jié)構(gòu)、對于相關(guān)范疇的

2、理論研究及其工程應(yīng)用、并最終減少或者避免這種對人類有潛在威脅的波浪的危害具有重要意義。 本文首先介紹了了反常波的定義、基本特征，及其研究現(xiàn)狀，之后從空間聚焦、色散聚焦、波流相互作用、非線性調(diào)制、波與波相互作用等幾個方面介紹了海面反常波的產(chǎn)生機(jī)理。在海洋學(xué)中，利用譜以隨機(jī)過程來描述海浪是進(jìn)行海浪研究的主要途徑之一，本文在介紹了幾種常用的海譜之后，提出了將長短波非線性調(diào)制后的海浪看成變幅、變頻、變波長海浪的思想。該思想的核心在于：短

3、波受長波調(diào)制，反過來長波參數(shù)受短波的影響變成“非線性長波”，其幅度、頻率等參數(shù)隨時空變化而改變。為實現(xiàn)非線性長波海面模型，本文提出了“非線性長波”離散化技術(shù)。 論文提出了一種計算反常波海面參數(shù)和其色散關(guān)系的數(shù)值方法。該方法將反常波海面看成變幅變頻的波列，在各個具體時間空間點用不同參數(shù)的延拓正弦波進(jìn)行插值。并在具體的時間空間點處，根據(jù)海面及其一階、二階導(dǎo)數(shù)關(guān)系，求出相應(yīng)的延拓正弦波各個參數(shù)。論文針對已提出的具體空時點的反常波非線性