旋轮线形布拉格潜堤和沟槽对线性波的布拉格共振反射

发布时间：2021-06-15 15:50

　　所谓布拉格潜堤,由近海区域多个形状大小均等的水下人工沙坝组成,它们与海岸平行且间距相等。依据布拉格共振原理,当人工沙坝间距大约为外海入射表面波的半波长时,布拉格潜堤将引起表面波的共振反射,形成共振水墙,阻挡入射波列对海岸的侵蚀,对有效保护海岸具有重要的理论意义和工程价值。基于修正缓坡方程,本硕士学位论文研究线性水波在多个旋轮线形沙坝组成的布拉格潜堤和多个旋轮线形沟槽组成的布拉格沟槽阵列上的传播。运用数学上的变量替换、级数解技术和矩阵乘法,本文构造了修正缓坡方程的Frobenius级数解,并从代数不等式和几何图示两方面明确给出了级数解的收敛条件。基于反射系数的Frobenius级数解,接下来分析了旋轮线形人工沙坝或沟槽的个数、宽度和高度对布拉格共振反射的影响,包括对共振峰值、共振相位和共振带宽的影响。结果表明,当沙坝或沟槽的宽度和高度固定时,反射系数为无量纲间距的周期函数。当沙坝或沟槽的个数增加,共振峰值随之增大而共振带宽逐渐减小。当沙坝或沟槽宽度增加,布拉格共振峰值先增加后减小,意味着在某个固定宽度,共振峰值取最大值。另外,当沙坝或沟槽高度增加,共振峰值亦逐渐增加。以往众多学者在研究天... 

【文章来源】：浙江海洋大学浙江省

【文章页数】：114 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 共振现象与特殊的布拉格共振现象
    1.2 人工沙坝引起布拉格共振反射的研究现状
    1.3 缓坡类方程解析解的研究现状
    1.4 本文的选题依据及章节构造
    1.5 本文的创新
第二章 单个旋轮线形潜堤对线性波的反射
    2.1 单个潜堤的模型及理论推导
    2.2 单个潜堤的结果验证与讨论分析
        2.2.1 与前人的结论对比验证
        2.2.2 与Medina-Rodriguez等的旋轮线的近似解析解对比
        2.2.3 与Barbosa-Lopez等的旋轮线的近似解析解对比
        2.2.4 本章的结果分析
第三章 单个旋轮线形沟槽对线性波的反射
    3.1 单个沟槽的模型及理论推导
    3.2 单个沟槽的结果验证与讨论分析
        3.2.1 本章的结果分析
第四章 多个旋轮线形布拉格潜堤对线性波的布拉格共振反射
    4.1 多个旋轮线形布拉格潜堤模型及理论推导
    4.2 多个旋轮线形布拉格潜堤结果验证与讨论分析
        4.2.1 与张敏的旋轮线的解析解和Miles的摄动理论解对比
        4.2.2 与Liu等的抛物线的解析解和Miles的摄动理论解对比
        4.2.3 与曾慧丹的抛物线的解析解对比
        4.2.4 布拉格潜堤共振反射的验证
        4.2.5 沙坝的个数对反射系数的影响
        4.2.6 沙坝的宽度对反射系数的影响
        4.2.7 沙坝的高度对反射系数的影响
第五章 多个旋轮线形布拉格沟槽对线性波的布拉格共振反射
    5.1 多个旋轮线形布拉格沟槽模型及理论推导
    5.2 多个旋轮线形布拉格沟槽结果验证与讨论分析
        5.2.1 布拉格沟槽共振反射的验证
        5.2.2 沟槽的个数对反射系数的影响
        5.2.3 沟槽的宽度对反射系数的影响
        5.2.4 沟槽的高度对反射系数的影响
第六章 研究结论和展望
参考文献
致谢
在在读期间发表的学术论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]An Analytical Solution for Wave Transformation Over Axi-Symmetric Topography[J]. CUONG San Sieu,CHANG Jen-Yi,TSAI Chia-Cheng,CHOU Wan-Rong.  China Ocean Engineering. 2019(06)
[2]沙坝及人工沙坝引起海洋表面波Bragg共振反射的研究进展[J]. 刘焕文.  应用数学和力学. 2016(05)
[3]水波问题中线性长波方程和缓坡方程解析解研究进展[J]. 刘焕文,林鹏智.  四川大学学报(工程科学版). 2016(03)
[4]Bragg Reflection of Waves by Different Shapes of Artificial Bars[J]. 许泰文,张宪国,蔡立宏.  China Ocean Engineering. 2002(03)

硕士论文
[1]线性浅水波越过系列弓形与旋轮线形潜堤的Bragg共振反射及优化[D]. 张敏.广西民族大学 2016
[2]全波谱条件下三类布拉格防波堤的最优配置[D]. 曾慧丹.广西民族大学 2014



本文编号：3231342