深水畸形波的数值模拟研究
发布时间：2021-08-30 21:49
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...
【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】：108 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
油船Ess
大连理{_大学博十学位论文图1.!油轮 worklGlory号被畸形波击中而沉入海底 Fig.1.1WorldGloryShiP’ 5sinkingwithfreakwave图1.2油船Ess。Languedoc上拍摄到的畸形波 Fig.1.2FreakwavePhotoontheEssoLanguedoeshiP1984年北海挪威海域Ekofisk油田位于平均海面以上ZOm的2/4一A采油平台因受到畸形波袭击而造成了一定的损毁122]，在该事故中，平台控制室的墙壁被波浪击毁，生产停顿了24小时。1969一1994年近25年的时间里，太平洋和大西洋上共有22艘巨轮因遭遇畸形波而失事[l7]，造成了约525人伤亡，发生灾难的具体分布位置见图1.3。
图1.31968一1994年巨轮同畸形波相遇的统计分布F19.1.3StatistiesofthesuPer一earriereollisionwithfreakwaves(1968一1994)年1月1日畸形波袭击了北海水深为70m水域的Dranpner采油平台，定的损坏。该波(如图1.4)即为著名的“新年波”[23][24][25]，是目前记波:波高为25.6m，波峰高度为18.sm，周期约为125，而当时的有效波由线性色散关系得出波长大约是22Om，色散参数为2，因此该畸形波可进波来考虑，并且其非线性是非常强的。{{{{{{{_____{{{{{{{{{{{{{{}}}.............………n︼匕勺内‘乙八月1.月..︵任︶八O峙月00一4门>0一000.七二S
【参考文献】：
期刊论文
[1]畸形波数值模拟和定点生成[J]. 裴玉国,张宁川,张运秋. 海洋工程. 2006(04)
[2]南非沿岸怪浪的部析与预防[J]. 田桂新. 航海技术. 2006(01)
[3]浅谈畸形波的波形模拟[J]. 伍进,肖辉. 中国海洋平台. 2005(04)
[4]三维极限波的产生方法及特性[J]. 柳淑学,洪起庸. 海洋学报(中文版). 2004(06)
[5]Generation and Properties of Freak Waves in A Numerical Wave Tank[J]. 韩涛,张庆河,庞红犁,秦崇仁. China Ocean Engineering. 2004(02)
[6]畸形波的实验室模拟[J]. 芮光六,董艳秋,张智. 中国海洋平台. 2004(03)
[7]异常波及其对海上结构铃振现象的影响[J]. 庞红犁,张庆河,秦崇仁. 水道港口. 2003(03)
[8]关于一种危害船舶安全的波浪—Freak波的探讨[J]. 董艳秋,陈学闯,杨冠声. 船舶力学. 2003(02)
[9]畸形波对圆柱作用力计算的波形改造法[J]. 杨冠声,董艳秋,陈学闯. 港工技术. 2003(01)
[10]非线性freak波分析及模拟理论探讨[J]. 陈学闯,董艳秋,杨冠声. 海洋工程. 2003(01)
博士论文
[1]张力腿平台非线性波浪载荷和运动响应研究[D]. 杨冠声.天津大学 2003
[2]极端波浪作用下海上结构物高频共振响应的数值模拟研究[D]. 庞红犁.天津大学 2003
硕士论文
[1]二维聚焦极限波浪的模拟研究[D]. 黄金刚.大连理工大学 2004
[2]畸形波的模拟方法及基本特性研究[D]. 黄国兴.大连理工大学 2002
本文编号：3373558
【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】：108 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
油船Ess
大连理{_大学博十学位论文图1.!油轮 worklGlory号被畸形波击中而沉入海底 Fig.1.1WorldGloryShiP’ 5sinkingwithfreakwave图1.2油船Ess。Languedoc上拍摄到的畸形波 Fig.1.2FreakwavePhotoontheEssoLanguedoeshiP1984年北海挪威海域Ekofisk油田位于平均海面以上ZOm的2/4一A采油平台因受到畸形波袭击而造成了一定的损毁122]，在该事故中，平台控制室的墙壁被波浪击毁，生产停顿了24小时。1969一1994年近25年的时间里，太平洋和大西洋上共有22艘巨轮因遭遇畸形波而失事[l7]，造成了约525人伤亡，发生灾难的具体分布位置见图1.3。
图1.31968一1994年巨轮同畸形波相遇的统计分布F19.1.3StatistiesofthesuPer一earriereollisionwithfreakwaves(1968一1994)年1月1日畸形波袭击了北海水深为70m水域的Dranpner采油平台，定的损坏。该波(如图1.4)即为著名的“新年波”[23][24][25]，是目前记波:波高为25.6m，波峰高度为18.sm，周期约为125，而当时的有效波由线性色散关系得出波长大约是22Om，色散参数为2，因此该畸形波可进波来考虑，并且其非线性是非常强的。{{{{{{{_____{{{{{{{{{{{{{{}}}.............………n︼匕勺内‘乙八月1.月..︵任︶八O峙月00一4门>0一000.七二S
【参考文献】：
期刊论文
[1]畸形波数值模拟和定点生成[J]. 裴玉国,张宁川,张运秋. 海洋工程. 2006(04)
[2]南非沿岸怪浪的部析与预防[J]. 田桂新. 航海技术. 2006(01)
[3]浅谈畸形波的波形模拟[J]. 伍进,肖辉. 中国海洋平台. 2005(04)
[4]三维极限波的产生方法及特性[J]. 柳淑学,洪起庸. 海洋学报(中文版). 2004(06)
[5]Generation and Properties of Freak Waves in A Numerical Wave Tank[J]. 韩涛,张庆河,庞红犁,秦崇仁. China Ocean Engineering. 2004(02)
[6]畸形波的实验室模拟[J]. 芮光六,董艳秋,张智. 中国海洋平台. 2004(03)
[7]异常波及其对海上结构铃振现象的影响[J]. 庞红犁,张庆河,秦崇仁. 水道港口. 2003(03)
[8]关于一种危害船舶安全的波浪—Freak波的探讨[J]. 董艳秋,陈学闯,杨冠声. 船舶力学. 2003(02)
[9]畸形波对圆柱作用力计算的波形改造法[J]. 杨冠声,董艳秋,陈学闯. 港工技术. 2003(01)
[10]非线性freak波分析及模拟理论探讨[J]. 陈学闯,董艳秋,杨冠声. 海洋工程. 2003(01)
博士论文
[1]张力腿平台非线性波浪载荷和运动响应研究[D]. 杨冠声.天津大学 2003
[2]极端波浪作用下海上结构物高频共振响应的数值模拟研究[D]. 庞红犁.天津大学 2003
硕士论文
[1]二维聚焦极限波浪的模拟研究[D]. 黄金刚.大连理工大学 2004
[2]畸形波的模拟方法及基本特性研究[D]. 黄国兴.大连理工大学 2002
本文编号：3373558
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