河口水流、波浪、潮流、泥沙、河床变形二维数学模型

根据河口“波浪掀沙，潮流输沙”的泥沙运动机制，引入“波浪幅射应力”反应波浪对水体和泥沙的驱动力．考虑波浪对底部泥沙作用力、波浪对水流挟沙能力的影响及风场对水流和泥沙运动的影响．同时考虑泥沙粒径大小、水体含盐度、含沙量及水流紊动程度等因素对絮凝沉速的影响．用ＡＤＩ算法求解沿水深平均方程，破开算子法解悬移质不平衡输沙方程及河床变形方程，引入通度概念处理岸滩不规则边界，建立河口水流、波浪、潮流、泥沙、河床变形二维数学模型．通过实测资料及卫星摇感图像对所建数学模型进行检验，表明它可以较好地预测河口泥沙的运动     

浙东沿海"9711"台风波浪场数值模拟研究

使用SWAN模型计算浙尔沿海海域在“9711”台风下的波浪场分布,并采用矩形网格,对浙江省内的大陈、南麂、琵琶门3个海洋站的实测资料进行验证.结果表明,有效波高实测值与计算值符合良好.通过综合分述模型计算的波浪场,说明SWAN模型能够合理地反映浙东沿海的波浪场.     

SWAN模型在围头湾外海设计波浪要素推算中的应用

传统的设计波浪推算方法不适用于长期波浪观测数据匮乏的海域，近年来，波浪数值模拟方法成为推算设计波浪的重要手段。该文基于近岸波浪传播模型SWAN和参数化台风风场模型建立台湾海峡台风浪数学模型，利用201808号台风“玛利亚”影响台湾海峡期间的风速和波高观测资料检验模型合理性，通过数值模拟1996-2015年共92场影响台湾海峡的热带气旋过程波浪场计算围头湾外海E、ESE、SE、SSE向的年极值波浪要素。在此基础上利用P-Ⅲ型曲线拟合20年的年极值波高和周期，获得围头湾湾口(40 m等深线处)E、ESE、SE、SSE向各重现期的设计波浪要素。研究成果可为围头湾海域海岸工程的规划和设计提供参考。     

波流作用下底泥的响应

本文建立了波浪、水流与淤泥质底床三者相互作用的理论模型。在此基础上，用数值方法求得了波浪，水流与淤泥质海床三者相互作用系统的色散关系，研究了波流共同作用下底泥的响应特征，包括速度场、压力场、界面波高和相位差，讨论了度泥响应的“共振”现象，并对影响应特征的因素进了全面分析。     

破碎波作用下沙坝附近悬浮泥沙浓度试验研究

岸滩中较大部分的侵蚀和淤积都集中发生在波浪破碎带，分析该区域的水动力特性有助于探寻沙坝附近悬浮泥沙变化规律。在波浪水槽中采用中值粒径为0.47 mm的原型沙铺设1：20坡度的底床进行了相关试验。试验结果显示：斜坡沙坝附近的悬浮泥沙浓度历时曲线呈倒“V”形分布，先增大再减小，最后趋于稳定；破碎带沙坝附近的悬浮泥沙浓度受波浪水深影响较大，并不随着波高的增大呈现规律性的变化；较小的沙坝顶悬浮泥沙浓度通常出现在入射波浪能量以及平均水流相对较小的波浪作用下；波浪相对平静期间，波浪流速的紊动强度较小，悬浮泥沙浓度较小。     

荷兰关于波浪爬高和越浪量的计算方法

介绍了荷兰2002年发布的“堤防波浪爬高和越浪”技术报告。报告给出了复杂断面上波浪爬高和越浪量的计算公式,计算中考虑了前滩、边坡糙率、边坡坡度、平台、波浪入射角以及竖墙等因素的影响。所介绍的计算方法对于我国堤防工程等规范的修订有一定的参考意义。     

西江磨刀门口外的波浪特征及其对水下三角洲发育的影响

我国河口研究比较注重对河流动力和潮汐动力进行分析,波浪动力及其对河口的作用一般讨论较少.本文根据对西江磨刀门口外波浪特征的分析,指出了该河口波浪作用的重要性;并初步论证了这一作用对该河口水下三角洲发育的影响.这些讨论对于更好地研究和修定磨刀门河口的整治规划不无益处,同时,也有助于从理论上增进人们对“河流一波浪型”河口特性的认识和了解.     

波浪作用下缓坡近岸海域沿岸流分布影响因素分析

本文研究了均匀岸坡地形条件下．规则波及不规则波浪作用下缓坡近岸海域沿岸流的分布规律。采用数学模型与物理模型相结合，分析了波浪要素，地形坡度等因素对沿岸流分布的影响。提出了表征沿岸流分布特征参数的经验公式。研究结果表明，缓坡近岸海域，波浪作用下沿岸流的分布主要受到入射波浪波高、入射角度及地形坡度的影响。不规则波浪作用下沿岸流的速度分布相对平缓。     

波浪—水流共同作用下的紊动边界层数值分析

本文利用k-ε方程求解了粗糙床面上波浪、水流联合作用下紊流边界层的紊动结构。分析的结果表明：在边界层内，波浪和水流的耦合运动不是简单的线性迭加，而是呈非线性特性。波浪的存在在很大程度上影响了水流的流速分布，然而，水流对波浪的流速分布影响却很小。数值解与实验结果吻合较好，在不引入涡层粘度假设的情况下，给出了粗糙床面上波浪、水流联合作用下紊动边界层的结构特性。     

斜向随机波对直立堤作用的试验研究

通过斜向随机波对直立堤作用的试验，研究了作用在直立堤上的单位堤长波浪力随波浪入射角的变化．讨论了波浪力沿堤长的纵向分布，以及单元堤长对波浪力纵向折减的影响．给出了波浪力纵向分布系数和折减系数与相对堤长的关系式．     

斜向流作用下流浪的变形及破碎

当波浪自元流区斜向进入有流区后，不仅波要素发生变化，波浪传播方向也发生变化，即产生折射。作者根据线性波浪理论计算了波浪折射后的波要素变化情况。作者也曾通过实验分析和理论计算对正向流作用下波浪的变形及破碎问题进行过详细的研究。为了进一步研究波浪折射对变形及破碎的影响，本文计算和分析了斜向流作用下缓坡上规则波浪和不规则波浪的变形及破碎过程，取得了以下两方面的成果：１）正向流作用下波浪的破碎指标及研究方     

如何认识和避免"球气差"对三角高程测量的影响

由于地球曲率和大气折光现象的存在，在三角高程测量过程中不可避免要受到“球差”和“气差”的影响，并且随着两点间的水平距离的增大“球气差”对所测高差的影响也越工大，从三角高程测量的基本原理出发，分析了“球差”和“气差”产生的原因以及对高差的影响程度，并提出了避免或减少“球气差”对三角高程测量影响的最好办法是采用双向观测。     

斜向流作用下波浪的变形及破碎

当波浪自无流区斜向进入有流区后，不仅波要素发生变化，波浪传播方向也发生变化，即产生折射．作者曾根据线性波浪理论计算了波浪折射后的波要素变化情况。作者也曾通过实验分析和理论计算对正向流作用下波浪的变形及破碎问题进行过详细的研究．为了进一步研究波浪折射对变形及破碎的影响，本文计算和分析了外向流作用下缓坡上规则波浪和不规则波浪的变形及破碎过程，取得了以下两方面的成果：１）正向流作用下波浪的破碎指标及研究方法可以应用于斜向流情况；２）波浪的折射在一般情况下使波高降低，从而使破碎点向浅水方向推移。     

波浪作用下软泥床面的粘性泥沙悬扬

本文考虑波浪与软泥床面相互作用，建立了计算软泥床面上波浪剪应力的理论模型.计算结果表明，床面运动对波浪床面剪应力的影响很大.对波浪作用下粘性泥沙悬扬进行了实验研究，得到了不同密度泥床粘性泥沙悬扬的临界剪切力与泥沙流变参数的关系，并与水流作用下粘性泥沙悬扬的结果进行了比较。     

三维数值波动水横波浪变形计算的0—1混合型边界元方法

为了改善常数元方法和线性元方法在求解三皮场波浪变形问题的计算精度，考察上述两种单元剖分方式下，波势函数及波势函数当向导数对单元节点设定的适应性。本文构造了一种０－１混合型边界元。计算表明：这种０－１混合型边界元的剖分方式，在控制和减缓波浪“横向振动”幅度及水面单元水质点波动速度的计算方面，显示出了其独到了优越和灵活之处，为时域内的波浪非线性变形计算提供了时步上的数值保证。     

典型双孔渡槽复杂流态的改善研究

为减轻渡槽在大流量运行时出现的水位波动较大、紊流和涡流等复杂流态问题，选取典型双孔渡槽模型进行水力学模型试验和三维数值模拟，应用物理模型与数值模拟相结合的方法研究渡槽出口的卡门涡街在被边界约束时对其上游产生的波浪回涌现象，通过机理解析提出“纺锤型”导流墩方案。研究发现，卡门涡街脱落频率与上游回涌波浪频率一致。边界约束下卡门涡街对上游流态影响机理为：涡街交替脱落产生横向的交变作用力，在边界约束下局部阻水进而形成波动并向上游传递，随着涡街的交替脱落，上游形成波浪交替回涌现象。施加“纺锤型”导流墩后，进出口流态得到改善，能大幅减轻涡街强度和对上游流态的影响，槽身最大波幅消减度达到80%以上。对比不同长度导流墩组合试验后，提出进、出口导流墩纵横比分别为1.5、2.0的最佳组合。     

波浪作用下污染物的混合和离散

本文建立了基于Sigma坐标的对流扩散数学模型，提出了通过数值模拟结果计算波浪场中纵向离散系数的方法，并通过数值模拟对波浪作用下污染物的混合和离散进行了研究。文中研究了水质点垂向振动和波浪参数对混合过程和纵向离散系数的影响；非各向同性扩散系数对纵向离散系数的影响；以及扩散系数的垂向分布对纵向离散系数的影响。研究结果表明，水质点的垂向速度对纵向离散系数有显著影响；若按波浪场中常用的湍流模型确定湍动扩散系数的分布规律，扩散系数的垂向分布对纵向离散系数的影响并不明显。     

关于对河道堤防实行"管养分离"的探讨

实行河道堤防“管养分离”，对提高河道工程管理水平至关重要。在介绍了本单位“管养分离”做法的基础上，提出了实行“管养分离”的优点及影响其发展的问题，这对各河道实现“管养分离”将起到一定的借鉴作用。     

柔性连接多浮体在不规则波中运动的预报方法

本文介绍了一种频、时域杂交法，用于预报柔性连接多浮体在波浪中的运动。其中采用三维频域法适时求解浮体的水动力系数，在时域内求解浮体的运动方程，可同时求解非线性锚链力、连接器受力和护舷受力。利用本方法预报了柔性连接的“口”字形六浮体系统在波浪中的运动，结果与试验结果具有较好的吻合程度。     

数字波浪槽在防波堤预设计中的应用

传统的以物理模型进行的防波堤断面实验被以计算机进行的数字波浪槽代替,边界造波为Bretschneider/Mit-suyasu波浪谱,防波堤断面根据海港水文规范(简称“规范”)设计。以改进的Boussinesq波浪方程,通过引入波浪反射项以数值模拟实现了波浪在水槽中传播的全过程。通过数值水槽获得了波浪在本文防波堤断面前0.45的反射系数,将数值模拟的结果和规范中的反射系数进行了对比得出,数字波浪水槽有满意的精度以及在规范中使用了一定的安全系数,表明数字波浪槽在防波堤的预设计中有重要作用。