收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

深水畸形波的数值模拟研究

张运秋  
【摘要】: 畸形波是一种危害巨大的海洋灾害,但有关的研究还处于起步阶段,其发生机理和发生概率还不明确。目前国内外研究畸形波的数值模型多建立在线性叠加方法或三阶非线性薛定谔方程基础之上,而畸形波的特性决定了组成波之间的非线性相互作用对其生成至关重要,因而需要考虑更高阶的非线性来加以模拟。本文的主要目的是建立一个深水四阶非线性波浪数值模型来有效地模拟畸形波的生成,研究其内部可能机理,并对其相关影响因素进行分析。 为了克服三阶非线性薛定谔方程和线性叠加方法建立数值模型时考虑非线性作用的不足,本文以考虑平均流效应的四阶修正非线性薛定谔方程为基础,建立移动坐标系统下的深水非线性波列演化的数值模型,模型采用离散步长的伪谱方法来求解,并且通过模拟周期波群和包络孤立波的传播来予以验证。 缓慢调制的周期波列在演化过程中存在边带不稳定性(即Benjamin-Feir不稳定性),该不稳定性可引起波列振幅在局部以指数增长。本文以该特性为基础,模拟了边带扰动和JONASWAP谱描述的随机波条件下波列的演化和畸形波的生成,并将数值结果与相应的物理模型实验结果进行比较验证。研究表明,本文所建立的数值模型能够有效地模拟深水波列的演化和畸形波的生成。 目前关于深水畸形波的数值研究主要围绕着如何生成畸形波的外形来进行,而其生成的内部能量机理和影响因素的系统分析还十分少见,因此本文在模拟深水畸形波生成的基础上,根据其生成前后能量谱的变化,探讨了畸形波生成的可能机理,通过本文数值模型结果与相应的线性薛定谔方程及三阶非线性薛定谔方程模型结果的对比,研究了非线性对于畸形波生成的重要影响作用,通过改变尺度因子、边带扰动条件下的初始边带扰动数目、波陡和随机波条件下的谱峰升高因子、谱能量尺度参量、随机初相位等参数来研究各因素对畸形波生成的影响作用。结果表明,三阶和四阶非线性对于畸形波的生成起到十分关键的作用,随着边带扰动对数、不稳定边带的数目、波陡、谱的峰高因子和能量尺度参量等参数的增加,畸形波生成的概率有所增加,另外,随机波条件下的初始相位分布对于畸形波的生成也有着重要的影响作用。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张运秋;张宁川;裴玉国;;畸形波数值模拟的一个有效模型[J];大连理工大学学报;2008年03期
2 徐四六;陈顺芳;;变系数(2+1)维非线性薛定谔方程的孤子解[J];吉首大学学报(自然科学版);2009年05期
3 李玉山;刘建明;;离散的非线性薛定谔方程的Jacobi椭圆函数解[J];企业导报;2011年07期
4 方云团;范俊;;二阶孤子的传输和相互作用[J];应用光学;2008年02期
5 胡强林;肖桂兰;阮文;蒋达国;余晓光;;超短强激光脉冲在部分离化等离子体中的孤子传播[J];井冈山大学学报(自然科学版);2010年01期
6 曹瑞;;一类非线性薛定谔方程解的爆破性质[J];菏泽学院学报;2010年02期
7 张运秋;胡金鹏;张宁川;;非线性聚焦生成畸形波规律之研究[J];水道港口;2010年03期
8 蒲涛,李玉权;介质光波导中非线性薛定谔方程的一种近似解法及其应用[J];微波学报;2002年02期
9 吴晓飞;修正高阶非线性薛定谔方程的显式行波解[J];激光与红外;2005年10期
10 聂合贤;王路云;李录;;皮秒类提升脉冲串的产生与传输[J];量子光学学报;2007年03期
11 邵敏;傅海威;罗小东;薛绍林;林尊琪;;高功率激光系统中B积分的研究[J];光学与光电技术;2007年06期
12 邱春;艾德臻;高秀云;李开明;;一类非线性薛定谔方程的Weierstrass椭圆函数解[J];河西学院学报;2008年02期
13 徐四六;陈顺芳;;空间光孤子之间相互作用的数值研究[J];咸宁学院学报;2009年06期
14 梁斌,邵征;散射矩阵与非线性薛定谔方程[J];青海师范大学学报(自然科学版);1998年04期
15 龚伦训;;非线性薛定谔方程的Jacobi椭圆函数解[J];物理学报;2006年09期
16 高秀云;段文山;;非线性薛定谔方程的新精确解[J];西北师范大学学报(自然科学版);2008年01期
17 李文娴;;非线性薛定谔方程二层差分格式的讨论[J];嘉应学院学报;2009年03期
18 李文娴;;线性薛定谔方程差分格式的研究[J];科技信息;2009年23期
19 宋诗艳;王晶;孟俊敏;王建步;扈培信;;深海内波非线性薛定谔方程的研究[J];物理学报;2010年02期
20 夏秀文;罗小兵;陈明伦;;非线性薛定谔方程经典正则化和正则变换[J];井冈山大学学报(自然科学版);2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李旻;刁乃仁;方肇洪;;单井回灌地热换热器井内的数值模型[A];2005年山东省制冷空调学术年会论文集[C];2005年
2 李旻;刁乃仁;方肇洪;;单井回灌地热换热器井内的数值模型[A];山东制冷学会2008年优秀论文选集[C];2008年
3 孙秀珍;李生;刘迎曦;;锤骨固定对人耳传声影响的数值模型[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
4 邬爱清;;块体不连续变形数值模型介绍[A];岩石力学测试技术及高边坡稳定性——第二次湖北省暨武汉岩石力学与工程学术会议论文集[C];1990年
5 王道平;况晓静;吴先良;;探地雷达的时域仿真方法研究[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
6 王恩志;王洪涛;孙役;;三维裂隙网络渗流数值模型研究[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第二卷)[C];1997年
7 姜文忠;;采空冒落区瓦斯扩散-通风对流模拟研究[A];2007年全国煤矿安全学术年会会议资料汇编[C];2007年
8 袁梦;范菊;缪国平;朱仁传;黄祥鹿;;系泊系统有限元模拟及分析[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
9 楼建锋;;钨合金杆侵彻半无限厚铝合金靶的数值研究[A];第八届全国冲击动力学学术讨论会会议论文集[C];2007年
10 张存智;杨连武;刘恒魁;;鸭绿江口海域三维斜压环流模型[A];第十三届全国水动力学研讨会文集[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张运秋;深水畸形波的数值模拟研究[D];大连理工大学;2008年
2 刘赞强;畸形波模拟及其与核电取水构筑物作用探究[D];大连理工大学;2011年
3 崔成;畸形波生成、演化及内部结构研究[D];大连理工大学;2013年
4 刘首华;畸形波的海浪数值模拟研究[D];中国海洋大学;2010年
5 裴玉国;畸形波的生成及基本特性研究[D];大连理工大学;2008年
6 夏云峰;感潮河道三维水流泥沙数值模型研究与应用[D];河海大学;2002年
7 敖胜美;暗孤子微扰理论及其应用[D];湖南师范大学;2006年
8 赵西增;畸形波的实验研究和数值模拟[D];大连理工大学;2009年
9 田晋平;新型光孤子及其光脉冲在光纤通信系统中的传输控制特性研究[D];山西大学;2006年
10 冶雪艳;黄河下游悬河段地下水开发风险评价与调控研究[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邹华志;近岸波浪的Boussinesq型方程数值模拟及其工程应用[D];中国海洋大学;2005年
2 王钰琨;半导体光放大器超快非线性效应的数值分析模型[D];华中科技大学;2008年
3 王金栋;基于数值模型和统计模型的黄河三角洲的冲淤时空变化分析及形态发育趋势探讨[D];中国海洋大学;2005年
4 高菲;桥墩处流场模型研究及在航海模拟器中的应用[D];大连海事大学;2008年
5 陈娟;潮汐影响下滨海地下水超高:等效海岸边界条件的确定[D];河海大学;2006年
6 秦晓;非恒定流环境水体温排水二维数值模拟[D];中国水利水电科学研究院;2007年
7 朱承瑛;高速公路路面温度模型及其预报系统的研究[D];南京信息工程大学;2008年
8 吴锐;基于复杂网络理论的水体富营养化研究[D];重庆大学;2009年
9 刘建霞;数值模型在青岛市大沽河水源地地下水水质预测中的应用[D];中国海洋大学;2004年
10 魏春阳;温室滴灌条件下黄瓜根区水分动态的研究[D];吉林大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 南京证券总裁 步国旬;券商风险管理模式亟待重构[N];中国证券报;2006年
2 本版编辑 唐克旺 中国水利水电科学研究院水资源所 教授级高级工程师 陈家军 本报记者 汪栋;科学评估地下水系统的模拟技术[N];中国水利报;2006年
3 记者 汤忠民;福建“908专项”进入实战阶段[N];中国海洋报;2005年
4 赵颖翡;福建给省内13个海湾“把脉”[N];中国海洋报;2006年
5 记者 王洪斌 通讯员 蔡媛媛;山西模拟研究地下水促合理开发[N];中国水利报;2007年
6 石岩;建立风暴潮港口增水和骤淤预测系统[N];科技日报;2006年
7 张天翔秦军;铁一局特大断面黄土隧道施工技术世界领先[N];陕西日报;2008年
8 姚敏孙东霞 本报记者 周璐璐;七个突破做强浙江海洋经济[N];中国企业报;2008年
9 卫人;洞庭鼠患之争的困惑[N];中国经济导报;2007年
10 李斌;青海湖水位:有望2016年后开始持续回升[N];新华每日电讯;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978