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1.
内孤立波与有航速潜体相互作用数值模拟   总被引:1,自引:1,他引:2  
基于两层流体中内孤立波的KdV-mKdV理论解,采用速度入口和开管道方法进行内孤立波数值造波与消波,建立了同时具有造波、造流和消波功能的数值波流水槽.利用所建立的数值波流水槽,对内孤立波与有航速潜体相互作用问题进行了数值模拟,计算分析了受力特性.数值结果表明,内孤立波造波结果理想,消波效果显著,在内孤立波流场中有航速潜体将会受到突发性冲击载荷的作用.研究表明,利用所述方法来研究内孤立波与有航速潜体的相互作用是一条有效的途径.  相似文献
2.
波浪在阶梯海滩上的运动计算   总被引:1,自引:1,他引:1  
3.
该文采用推板式造波机和改进的Goring造波方法在波浪水槽中生成了由三个等波高孤立波组成的波列,首先在坡度为1/10的斜坡上进行了多个孤立波连续爬高的实验研究.实验测量了等波高双孤立波和三孤立波在等水深波浪水槽中传播和在斜坡上的爬高过程,给出了沿程多点浪高仪测量的波面时间序列和高速摄像记录的水线在斜坡上爬高与回落过程影像.分析了来波相对波高和无量纲波峰间距对每个孤立波爬高放大系数的影响.在基于RANS方程和VOF方法的数值波浪水槽中,模拟了三孤立波爬高过程,给出了最大爬高与破碎特征.实验和数值模拟结果表明,孤立波在斜坡上回落时会产生强劲的回流水流,该反向流动导致后随孤立波破碎,消耗波动能量,使得后随孤立波的爬高放大系数明显小于没有回落水流影响的首个孤立波的爬高放大系数.当孤立的波峰间较大时,若来波相对波高较小,后两个的孤立波爬高基本相同;若来波相对波高较大时,第三个孤立波的爬高大于第二个孤立波的爬高.  相似文献
4.
南海东北部陆架波折处是大振幅内孤立波的频发地带.普遍的观点认为,这些内孤立波主要源自于吕宋海峡处潮流与海脊的相互作用;而对局地潮流-陆架波折相互作用的生成过程了解较少.本文通过一个二维非静力近似海洋数值模式,模拟了南海东北部陆架波折处潮流-地形相互作用激发内波及内波的演化过程,探讨了潮流周期、跃层深度对内波生成过程的影响.研究表明,潮流与地形相互作用能够激发向岸传播的内孤立子波列,证实了该海区内孤立波局地生成的可能性,但是相比于从吕宋海峡处传入的大振幅内孤立波,局地生成的内孤立波振幅要小得多.  相似文献
5.
本文应用光滑粒子流体动力学(SPH)方法建立了二维数值波浪水槽,研究了孤立波沿斜坡的传播、变形和破碎过程.通过数值计算分析了波浪沿斜坡传播过程中自由表面的变化特征,给出了斜坡上不同位置处波面变化的历时曲线,并应用文献记录的试验结果对数模结果进行了验证.得到了波高的沿程变化趋势、破波点的位置和破碎波高以及不同破碎形态下波浪自由表面的变化特征,显示了SPH方法在处理较复杂自由表面流动问题方面的优越性.  相似文献
6.
研究有限深分层流体有限振幅内孤立波的高阶理论.针对上层流体密度均匀,下层密度随深度变化的有限深混合分层模型,采用PLK方法和匹配渐近展开法相结合,建立了波幅的二阶、三阶修正所满足的方程.并在特殊密度分布-强分层流体模型上对波幅二阶、三阶发展方程进行了数值计算,得到了波幅二阶、三阶解曲线.结果表明,我们的一阶、几阶振幅修正方程与前人研究结果一致,二阶、三阶解曲线相对于一阶解曲线有明显的改进,因此,推广了前人的工作.  相似文献
7.
该文基于浅水方程(SWE)和扩展的Boussinesq方程建立了一维溃坝波演变及波浪爬坡显格式数学模型,该模型能够计算不同时刻及不同地段洪水在波浪演进过程中的水深和流速等.模型采用有限体积法离散方程和应用带有四阶精度的HLL格式的近似Riemann解计算界面的通量,且能够精确的捕捉干湿界面的动边界问题,在计算中静水压力被放入源项中,摩阻项和植物拖曳力项采用隐式离散的方法来增加计算的稳定性.采用建立的数学模型对溃坝波越过三角障碍物、溃坝波爬坡及无植物和带有植物的孤立波爬坡等典型算例进行模拟,结果显示该模型具备较好的精度、守恒性、捕捉间断和模拟动边界的能力,故该模型对于溃坝水流的预测以及海岸带岸坡的设计和防护等方面具有重要的应用价值.  相似文献
8.
In this article,the use of a high-order Boussinesq-type model and sets of laboratory experiments in a large scale flume of breaking solitary waves climbing up slopes with two inclinations are presented to study the shoreline behavior of breaking and non-breaking solitary waves on plane slopes.The scale effect on run-up height is briefly discussed.The model simulation capability is well validated against the available laboratory data and present experiments.Then,serial numerical tests are conducted to study the shoreline motion correlated with the effects of beach slope and wave nonlinearity for breaking and non-breaking waves.The empirical formula proposed by Hsiao et al.for predicting the maximum run-up height of a breaking solitary wave on plane slopes with a wide range of slope inclinations is confirmed to be cautious.Furthermore,solitary waves impacting and overtopping an impermeable sloping seawall at various water depths are investigated.Laboratory data of run-up height,shoreline motion,free surface elevation and overtopping discharge are presented.Comparisons of run-up,run-down,shoreline trajectory and wave overtopping discharge are made.A fairly good agreement is seen between numerical results and experimental data.It elucidates that the present depth-integrated model can be used as an efficient tool for predicting a wide spectrum of coastal problems.  相似文献
9.
A sequence of laboratory experiments using solitary waves was performed to model the effect of leading form of three types of tsunamis(a bore,an impinging wave and an overtopping wave)on a seawall on a sloping beach.The wave evolution process,impinging pressure along the seawall surface,total overtopping discharge behind the seawall and the maximum run-up height on the rear slope were measured and compared.Laboratory data were employed to re-examine relevant empirical formulae in the literature.The effect of the presence of the seawall in reducing maximum run-up height using the present setup was briefly discussed.The present data can be used for calibrating numerical and mathematical models.  相似文献
10.
海啸波在近海传播过程中有可能会演化成若干个孤立波组成的波列.为了研究孤立波波列对海岸结构物的作用机理,本文在波浪水槽中进行了双孤立波的直墙爬高实验.通过控制推板式造波机的运动,有效地实现了不同波峰间距双孤立波的造波方法.在复演并验证单孤立波直墙爬高的基础上,完成了不同相对波高、相对波峰间距的双孤立波爬高系列实验,给出了双孤立波平底传播及直墙爬高过程的波面时间序列及爬高过程水线运动时间序列.实验结果表明:对两个等波高的双孤立波而言,当相对波峰间距降到某临界值时,跟随在后孤立波的爬高放大系数将小于先导孤立波的爬高放大系数;当先导孤立波的波高大于跟随孤立波的波高,先导孤立波将更加显著地抑制对跟随孤立波的爬高过程,使得后者的最高爬放大系数显著减小;若在直墙爬高前两个波已明显重叠,即呈双峰瞬态波形,爬高放大系数不会大于具有相同波高的单孤立波的爬高放大系数.  相似文献
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