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《天津大学》 2004年
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强风浪过程中近岸泥沙运动的数值模拟

林全泓  
【摘要】:海岸工程中的一个重要课题是泥沙的悬扬、输运和沉积问题,建立能够描述实际泥沙运动的数值模型对这一课题的研究有极大帮助。合理描述和模拟泥沙运动的前提是对风、浪、流共同作用下的波浪场和潮流场进行准确模拟和建立反映泥沙运动规律的数学模型。 沿这一途径,本文首先建立了适用于平缓岸坡上不规则波的破碎和能量耗散模型,然后引入SWAN风浪模型和ADCIRC潮流模型,通过对波浪场和潮流场进行迭代耦合计算,实现了对波流共同作用下波浪场和潮流场的数值模拟。用现场实测资料对计算结果进行验证,结果显示:耦合结果与实测值吻合较好,且要优于未耦合结果。 以窦国仁等提出的悬移质挟沙能力公式为基础,提出了更为符合实际海岸波能演化规律的波流共同作用下细颗粒泥沙挟沙能力的表达形式,并在对波浪场和潮流场耦合模拟的基础上,对强风浪过程中波流共同作用下的泥沙运动进行数值模拟,最终建立了可以描述复杂海岸动力作用下泥沙运动的数值模型。工程应用表明,该模型揭示了开敞海岸“波浪掀沙,潮流输沙”的细颗粒泥沙运动规律,可应用于港口回淤等工程问题的研究。
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