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《天津大学》 2010年
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摄动法在风暴潮研究中的应用

冯秀丽  
【摘要】: 风暴潮是一种来自海上的巨大自然灾害现象,其灾害程度位居海洋灾害之首。我国濒临太平洋,拥有着漫长的海岸线和众多的海域,这为我国经济发展提供了有利条件,但是,这也使我国成为世界上遭受风暴潮灾害最为严重的国家之一。沿海地区自然条件优越、社会经济发展极为迅速、人口和社会财富高度集中,一旦发生风暴潮,损失将极其严重。因此,通过加强研究风暴潮内在的物理机制,努力探讨风暴潮的发生规律和风暴潮的预报方法,对于人类的生存和发展具有迫切的现实意义。 风暴潮研究的困难在于风暴潮是一种非线性现象,再加上风暴潮与天文潮的耦合作用,使得求解风暴潮的精确解非常困难。本文采用参数摄动法对风暴潮进行了理论上的研究,求出了风暴潮解的近似表达式,并得到一些有用的结论;另外,为了避免复杂的运算,文中介绍了一种可以避免长期项的参数摄动法。为了能够对风暴潮的物理机制进行清晰的解释,本文把影响风暴潮的各种因素进行主次排序,在不影响其本质的条件下,对风暴潮的基本控制方程组进行了简化,然后采用参数摄动方法,求出了风暴潮增水水位和流场各质点流速的近似表达式;在此基础上,本文分析了风暴潮与天文潮的耦合效应,以及各物理参数对增水水位的影响。本文所得近似表达式既简单又准确,所得结论符合风暴潮与天文潮的耦合现象,这些结论可以为检验数值模拟结果提供参考依据,有助于风暴潮的研究。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:P731.23

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