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波浪破碎过程的能量损失

刘二利  
【摘要】:波浪破碎是个古老而全新的课题,本论文仅专注于破碎过程中的能量损失研究。 在规则波方面,本论文在详细分析了已有的关于规则波破碎能量损失的研究成果基础上,将已有的研究方法归为三类:涌模型、表面水滚模型和紊流模型。经分析认为:紊流模型和表面水滚模型适用于崩破情况,而涌模型对崩破及卷破都有很好的适用性。本论文通过底坡度为1/45、1/30和1/15三种坡形的物理模型试验结合涌模型理论,找到破碎系数和破碎类型参数之间的经验关系。和其他学者的研究成果对比表明,本经验公式具有较好的适用性。 在不规则波方面,将已有的研究不规则波破碎模型分为两类:参数法和概率法。本论文详细归纳了已有的不规则波破碎带内波高分布、破碎概率及波浪谱在破碎带内的变形的研究成果,通过物理模型试验分析,给出参数法中所需要的破碎带波高分布和破碎概率。不规则波试验分析表明:波浪破碎前,波高分布可用格鲁霍夫斯基分布很好地表示;在破碎带及破后形成的稳定波列的波高都可由瑞利分布很好地代表。本论文通过分析试验数据,得到了破碎概率经验曲线,和其他学者的试验结果对比表明,该概率曲线能很好地代表近岸波浪的破碎特性。 另外,本文通过试验资料定性分析了波浪谱在斜坡上的变形:波浪破碎前,波浪谱变化较小,谱型基本保持不变;破碎使得谱峰有显著的减小,高频和低频能量有所增加。


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