基于三维波能聚焦的波浪破碎特性的试验研究

发布时间：2021-11-10 19:00

　　波浪破碎是常见的一种海浪现象,其对波浪成长、波浪与结构作用以及海水和大气水气交换都起到重要作用。考虑到实际海况中波浪的传播是多向的,特别是深水中,多向波浪破碎与传统近岸破碎有很大不同,目前仍缺少足够认识,为进一步理解多向波浪破碎特性,本文开展了三维多向破碎波试验研究。本文利用三维波能聚焦的方法在实验室三维水池中模拟产生非破碎波和破碎波浪。采用了两种频谱分布形式:多向单频和多向多频。对于每种频谱形式,通过改变聚焦波高产生不同破碎强度波浪,研究了破碎波浪的波高分布、波面特性、几何破碎指标以及能量损失等参数,重点分析了波浪的方向分布范围对波浪破碎参数的影响。研究结果表明:1.方向分布范围对波浪的传播和破碎都有显著的影响。波浪方向分布宽时,波浪的破碎指标较方向分布窄时要大,波浪越不易破碎,能够产生的非破碎波也越大。2.破碎的能量损失也受方向分布范围影响,相同波高条件下,方向分布越窄,破碎能量越大,试验中对于多向多频聚焦波浪,方向分布θ_max=30°时,波浪的能量损失最大可达35%左右。但对于多向单频聚焦波,方向分布越宽时,能够产生的最大破碎能量损失越大,方向分布θ

【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】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 波浪破碎相关研究
        1.2.2 聚焦波相关研究
        1.2.3 多向破碎波相关研究
    1.3 本文主要工作
2 三维破碎波浪的物理模拟
    2.1 聚焦波浪产生理论
        2.1.1 聚焦波产生方法
        2.1.2 聚焦波的影响参数
    2.2 实验室中三维极限破碎波产生方法
        2.2.1 实验布置
        2.2.2 实验条件
        2.2.3 实验数据检验
3 多向单频聚焦波浪实验结果分析
    3.1 比波高分布图
    3.2 能量损失
    3.3 波浪在传播过程中谱的变化
    3.4 几何破碎指标
    3.5 小结
4 多向多频聚焦波浪实验结果分析
    4.1 比波高分布图
    4.2 能量损失
    4.3 波浪在传播过程中频谱的变化
    4.4 几何破碎指标
    4.5 小结
5 三维波峰破碎范围
    5.1 测量方法
    5.2 分析结果
    5.3 小结
6 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]深水独立波群非线性演化实验分析[J]. 赫岩莉,马玉祥,马小舟,董国海.  哈尔滨工程大学学报. 2019(11)
[2]浅水极限波浪几何特征的实验研究[J]. 陈洪洲,马玉祥,马小舟,董国海.  海洋学报. 2017(02)
[3]从船侧倾斜拍摄图像中提取海冰密集度的方法[J]. 卢鹏,李志军,哈斯·克里斯蒂安.  大连海事大学学报. 2009(02)
[4]多向聚焦破碎波的实验研究[J]. 柳淑学,李金宣,KEYYONG Hong.  水动力学研究与进展A辑. 2007(03)
[5]破碎带波浪的数值模拟[J]. 马小舟,董国海,滕斌.  计算力学学报. 2007(02)
[6]平缓岸坡上波浪破碎的实验研究[J]. 李玉成,于洋,崔丽芳,董国海.  海洋通报. 2000(01)
[7]波浪在浅水区的变形及破碎[J]. 李玉成.  海洋学报(中文版). 1997(03)

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



本文编号：3487773