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《大连理工大学》 2002年
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近岸波浪引起的水流和二阶长波

左其华  
【摘要】: 波浪是海岸工程中非常重要的动力因素之一,对于建筑物的安全和造价有着显著的影响。由波浪产生的近岸流场的变化和水面的长周期振荡,导致泥沙迁移,港口共振,船舶失事,污染扩散,海上救生困难,这些都已经引起了科研工作者的广泛重视。 本文建立了将沿水深积分平均的平面波生流方程和求解波生流垂向结构的二维方程与非线性抛物型近似缓坡波浪折射-绕射传播方程相结合的完整的准三维的近岸波浪引起的水流及其长波的模型。文章首先从Navier-Stokes方程出发,在水质点速度u_i=平均流速U_i+振荡流速(?)_i+紊动流速U_i′和水体自由表面高度ξ=平均高度(?)+谐振动高度(?)+紊动高度ξ′的假定下,给出了包括底摩阻、自由表面切应力、波能量损耗(增长)等因素在内的平均波浪能量方程和广义波作用守恒方程以及平面波生流方程;进而在波生流的垂向结构计算方面,将Faria和Stanton(1995)的弱沿岸流假定与Vriend和Stive(1987)关于波浪引起水流由基本流和次流组成的假定相结合,提出了修正的Vriend- Faria法。这种方法减少了Vriend等人方法的计算工作量和提高了Faria等人方法的计算精度;然后给出了辐射应力、水底切应力、自由表面切应力、雷诺应力等几个对近岸波浪引起水流有重要影响的作用力的确定方法,还给出了几种典型条件下的一些计算公式。接着以非线性的抛物型近似波浪缓坡方程为基础,提出了扇形坐标下的波浪传播模型,模型包括了风、底摩阻、波浪破碎等因素的影响,可以用于大水域的波浪场的确定;文章最后介绍了一些计算算例。算例表明,尽管有些水域在工程前波浪并没有产生较明显的近岸流,但工程对此的影响可能会很大,这对于建筑物附近的泥沙输移、局部冲刷的研究是重要的,在工程中应引起重视。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TV139

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 左其华;近岸波浪引起的水流及长波研究进展[J];海洋工程;2003年04期
2 李孟国;波生近岸流的数学模型研究[J];水道港口;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李孟国;海岸河口水动力数值模拟研究及对泥沙运动研究的应用[D];青岛海洋大学;2002年
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1 于亮;考虑波流耦合作用的渤海湾风暴潮三维数值模拟[D];天津大学;2010年
2 陈华伟;波浪对台风风暴潮的影响分析及应用[D];华东师范大学;2010年
3 叶天波;辽宁红沿河核电厂可能最大风暴潮的估算[D];上海交通大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘百桥,张(弓同);近岸波浪增水与近岸流的计算方法研究——Ⅰ.数学模型[J];海洋通报;1997年05期
【相似文献】
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2 郝宇驰;陶建华;;用SWAN模型模拟近岸波破碎[J];港工技术;2007年01期
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6 蒋德才,叶安乐;考虑底摩擦的波动折射绕射联合摸式的应用[J];海洋学报(中文版);1987年06期
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 梁超;近岸波生流三维数值模拟[D];天津大学;2012年
2 高超;基于二阶全非线性Boussinesq方程的波浪及波生流模拟[D];大连理工大学;2010年
3 尹继伟;沙坝沟槽地形上裂流实验和数值模型研究[D];大连理工大学;2013年
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