基于Peregrine呼吸子的水流对畸形波影响的研究

发布时间：2021-01-12 16:25

　　畸形波是一种突然发生随后迅速消失、具有非常大波高的波浪,会对航行船舶和海洋结构物的安全构成威胁。波浪调制不稳定性被认为是深水畸形波最有可能的产生机理之一,而非线性Schrodinger（NLS）方程能很好地描述水波的调制不稳定性。Peregrine（1983）基于NLS方程推导出了一个解析解,也叫Peregrine呼吸子（PB）解,该解在时间和空间上的最大增长率都是3,因此常被用做畸形波研究的理想模型。在海洋中,波浪和水流常常是共存的,因此波流相互作用是海洋工程研究的一个重要研究方向。水流速度常常沿水深方向是不均匀的,但是目前有关剪切流中畸形波的研究相对较少,很多问题还有待解决。本文的主要工作就是通过理论推导和物理模型实验相结合的方式研究水流对畸形波的影响。首先,本文利用多重尺度方法推导了一个包含线性剪切流项的二维有限水深非线性Schrodinger（SCNLS）方程,随后,使用该方程研究了线性剪切流下波浪的调制不稳定性的特征,结果显示剪切流可以显著改变波浪的调制不稳定性特征:均匀顺流抑制不稳定性的增长,而均匀逆流增强不稳定性;对于剪切流来说,正涡量增强不稳定性,而负涡量抑制不稳定性。... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：193 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１畸形波示意图??Ｆｉｇ．?１．?１?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｆｒｅａｋ?ｗａｖｅ??

?２５°?２６°?２７°?２８°?２９°?３ｄＪ?３１°?３２！＇?３３°?３４＂?Ｈ??图１．３南非东南海岸由于畸形波失事的船只记录（圆圈表示失事地点??Ｆｉｇ．?１．?３?Ｍａｐ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｏｕｔｈｅａｓｔｃｏａｓｔ?ｏｆ?Ｓｏｕｔｈ?Ａｆｒｉｃａ．??Ｔｈｅ?ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ?ｓｈｅｌｆ，?ｉｔｓ?ｓｌｏｐｅ?ａｎｄ?ｔｈｅ?Ａｇｕｌｈａｓ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ａｒｅ?ｓｈｏｗｎ．??Ｃｉｒｃｌｅｓ

〇?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００??／（ｓ）??图１．５南非海岸观测到的波浪深谷［１８］??Ｆｉｇ．?１．?５?Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｈｏｌｅ?ｎｅａｒ?ｔｈｅ?Ｓｏｕｔｈ?Ａｆｒｉｃａ?ｃｏａｓｔ！１Ｓｉ］??对于这类大浪虽然有不少的目击者，但仍然没有得到科研人员的证实，直到第一个??实测畸形波浪的报道，被称之为Ｄｍｕｐｎｅｉ？波（或新年波）是１

【参考文献】：
博士论文
[1]畸形波数值模拟及其对结构物的作用[D]. 扈喆.上海交通大学 2015
[2]畸形波生成、演化及内部结构研究[D]. 崔成.大连理工大学 2013
[3]深水畸形波的数值模拟研究[D]. 张运秋.大连理工大学 2008



本文编号：2973121