内波数值模拟若干特性的分析

发布时间：2021-04-03 03:08

　　本文首先结合澳大利亚西北陆架海域现场观测实验,分析该地区内潮及内孤立波的主要特征。在区分背景潮流涨落时段的情况下,以短期精确流场的垂向分布作为模型的背景场,使用G-KdV模型对内潮和内孤立波的传播过程进行数值实验。发现在使用G-KdV模型对陆架海区进行内潮及孤立波的模拟的过程中,采用不同时期背景流场分段模拟,能够明显改进以长期平均流为背景流场的模拟结果。在上述工作的基础上,通过数值模拟定量计算南海东北部海区的大振幅内波对海底刚性桩柱的剪切作用。本文在研究区域S7站位设置直径5m的假想桩柱进行分析。利用G-KdV模型生成一个大振幅下陷型孤立子,获得该孤立子引起的水平方向波致流场,在115m深度处水平流速转向,剪切强烈。在垂向分布上看,海底桩柱受孤立子作用的引起剪切力在该反向处达到最大,并在孤立子振幅最大时获得最大剪切力,,约为2.27×105N,而传统认为受力最大的桩脚位置在同一时刻受力仅为反向处的一半1.0271×105。桩柱所受力矩始终在桩脚位置达到最大值,在108N·m至109N·m之间变动。考虑到孤立子振幅大,周期短,其产生的流场也随孤立子的经过在十几分钟内发生两次反向,这种震荡... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 简介
    1.2 内潮和内孤立波
    1.3 内孤立波的研究现状
        1.3.1 现场观测实验及卫星观测
        1.3.2 非线性内波模型
    1.4 本文的主要工作
第二章 澳大利亚西北陆架海区内波数值模拟的进一步研究
    2.1 澳大利亚西北陆架海区介绍
    2.2 观测资料分析
    2.3 G-KdV模型
    2.4 数值模拟分析与实测资料对比
    2.5 小结
第三章 大振幅内波对海底刚性桩柱的剪切力及弯矩分析
    3.1 介绍
    3.2 南海北部的内波研究现状
    3.3 内波模型
    3.4 算例
    3.5. 剪切力及力矩分析
        3.5.1 参数的确定及受力载荷的时空分布
        3.5.2 桩柱所受作用力及剪切力的分析
    3.6 小结
第四章 结论与展望
参考文献
致谢
个人简历及在学期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]An Estimation of Internal Soliton Forces on a Pile in the Ocean[J]. DU Tao1),,SUN Li1),3), ZHANG Yijun2), BAO Xianwen1), and FANG Xinhua1)1) Physical Oceanography Laboratory, Ocean University of China, Qingdao 266003, P. R. China 2) National Marine Data and Information Service, Tianjin 300171, P. R. China 3) Shanghai Flood Risk Information Center, Shanghai 200050, P. R. China.  Journal of Ocean University of China. 2007(02)
[2]近海陆架区内潮观测研究进展[J]. 郭朴,方文东,于红兵.  地球科学进展. 2006(06)
[3]海洋内波对小尺度圆柱体作用力的分析与计算[J]. 叶春生,沈国光.  天津大学学报. 2005(02)
[4]孤立子内波对小直径圆柱形桩柱的作用力初探[J]. 蔡树群,龙小敏,甘子钧.  水动力学研究与进展（A辑）. 2002(04)
[5]南海北部大陆坡区的突发性强流[J]. 方文东,陈荣裕,毛庆文.  热带海洋. 2000(01)

博士论文
[1]分层流体中内波对物体的作用力[D]. 陈旭.中国海洋大学 2006



本文编号：3116496