沿岸流不稳定运动时频域分析及其作用下污染物输移研究

发布时间：2018-06-03 16:26

  本文选题：沿岸流不稳定 + 小波变换　； 参考：《太原理工大学》2016年硕士论文

【摘要】：随着我国沿岸经济的日益发展,海洋环境污染问题也普遍受到人们的关注,特别是海岸带及近海海域受环境影响较为严重。而在近海岸区域污染物的输移过程当中沿岸流不稳定运动起着非常重要的作用,研究沿岸流不稳定运动及其作用下的污染物输移规律,可以为以后初步预报污染物在近海输移提供依据,进一步为治理海洋环境污染提供理论依据。本文围绕这些方面主要做了以下几方面的工作:(1)首先利用小波变换理论对规则波致沿岸流不稳定运动时空变化特性进行了分析。通过小波变换获得沿岸流不稳定运动流速时间历程的小波谱,基于对小波谱的分析研究沿岸流不稳定运动的时空变化,着重分析了规则波情况下在1:100和1:40两个平直斜坡上观测到的沿岸流不稳定运动随时空变化的特性。(2)其次利用空间变换方法对CCD摄像机采集的墨水运动轨迹图像进行坐标转换,然后利用坐标转换后的图像对沿岸流不稳定运动规则波情况下污染物的输移进行研究。计算了各个波况下污染物在沿岸方向和垂直岸方向的传输移速度,并对污染团浓度中心轨迹变化趋势进行了分析。(3)最后利用坐标转换后的墨水运动图像,对沿岸流不稳定运动不规则情况下污染物的输移进行研究。首先计算了各个波况下污染物在沿岸方向和垂直岸方向的输移速度,然后对污染团浓度中心轨迹变化趋势进行了分析。通过对规则波15个不同波况下的沿岸流不稳定运动流速时间历程的小波能谱的分析,结果表明在规则波情况下同样能观测到沿岸不稳定运动,但是时空变化不明显,这可能是由于实验测量的时间历程相对较短,致使沿岸流不稳定运动还没有充分发展起来;随时间的变化沿岸流不稳定运动呈现连续性;沿岸流不稳定运动在沿岸方向的能量比垂直岸方向强;地形坡度增加会使沿岸流不稳定运动产生的区域减小;无论是1:40坡还是1:100坡,由剪切不稳定引起的沿岸流不稳定运动频率都在约0.015Hz左右变化。规则波情况下,污染物在沿岸方向和垂直方向输移速度的计算与污染团浓度中心轨迹变化趋势的分析,结果表明污染物在沿岸方向的输移速度为0.1~0.2m/s,在垂直岸方向的输移速度为0.01~0.06m/s,显然污染物在沿岸方向的输移较垂直岸方向的快,并且在入射周期相同的情况下,污染物的输移速度呈现出随着波高的增加而增大的现象;污染物的运动主要沿平行岸线方向运动,没有离岸方向运动;周期相同波高不同的波况,波高增大沿岸流不稳定运动产生的范围在垂直岸线方向有明显的增大。不规则波情况下,1:100坡下污染物在沿岸方向的输移速度约0.04~0.11m/s,垂直岸方向的输移速度约0.01~0.05m/s;1:40坡下污染物在沿岸方向的输移速度约0.1~0.3m/s,垂直岸方向的输移速度约0.01~0.06m/s。不论在1:100还是1:40坡,入射周期相同的情况下,污染物的输移速度都呈现出随着波高的增加而增大的现象。同时可以看出污染物在1:40坡下的输移速度普遍较1:100坡下的输移速度快。污染团浓度中心轨迹变化趋势的分析,结果与规则波情况的结果相同。
[Abstract]:On the basis of the analysis of wavelet transform , the paper studies the spatial and temporal changes of the unsteady motion of the coastal stream . In the case of irregular wave , the transport velocity of the pollutants in the coastal direction is about 0.01 锝，

本文编号：1973434