畸形波的海浪数值模拟研究
发布时间：2021-12-09 06:25
畸形波是近十几年海浪研究领域兴起的热点问题,对其研究和探索尚处于起始阶段,有许多问题亟待解决。本文首先对畸形波的线性生成机制和非线性生成机制的各种理论方法进行总结。针对畸形波的线性生成机制,本文结合WAVEWATCHⅢ（WW3）海浪模式进行了理想数值试验,发现不均匀流对海浪的调制作用会形成大的波浪。当波浪传播方向和流向相反时,波浪辐聚,当波浪传播方向和流向相同时,波浪辐散。在非线性相互作用机制中,波浪的不稳定性不仅来源于外界风场强迫,也来自于波浪自身的波一波相互作用。关于波浪自身不稳定性的经典理论为Benjamin和Feir（1967）提出的B-F不稳定性,目前畸形波的生成机制探讨主要围绕B-F不稳定性展开。本文用多重尺度法给出描述B-F不稳定性的最基础理论模型—三阶非线性薛定谔方程的详细推导过程,给出了B-F不稳定性容易发生的条件。有关畸形波的观测资料很少,而且都是单点的时间序列,不能反映整个水域的波浪演化特征。近年来,人们开始用第三代海浪模式探讨海洋中畸形波的生成与海浪参数的联系。本文对WW3海浪模式的模拟精度进行了定量化的检验,用QSCAT/NCEP融合风场作为驱动风场,对模拟的...
【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】：176 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 前言
1.1 畸形波介绍
1.1.1 畸形波的概念
1.1.2 畸形波的特征和记录
1.1.3 畸形波的危害
1.2 畸形波研究进展
1.2.1 畸形波生成机制研究思路
1.2.2 统计方法研究畸形波思路
1.3 畸形波的研究意义
1.4 本文内容
2 畸形波的生成机制
2.1 线性生成机制
2.1.1 频散关系生成畸形波
2.1.2 地形诱导畸形波
2.1.3 波流相互作用生成畸形波
2.1.4 风场强迫生成畸形波
2.2 非线性生成机制
2.2.1 Benjamin-Feir不稳定性介绍
2.2.2 多重尺度法三阶非线性薛定谔方程的推导
3 WAVEWATCH Ⅲ模式验证工作
3.1 WW3模式简介(3.14)
3.1.1 模式的控制方程
3.1.2 模式源函数项参数化方案
3.1.3 模式输出项
3.2 模拟结果和实测数据的比较
3.2.1 WW3的后报检验—东北太平洋海浪数值模拟
3.2.2 WW3海浪模式的预报精确度检验
3.2.3 小结
4 畸形波事件的数值模拟分析
4.1 日本东部海域畸形波事件模拟分析
4.1.1 日本东部海域第一畸形波事件(事件一)
4.1.2 日本东部海域第二畸形波事件(事件二)
4.2 北海和大西洋畸形波事件模拟分析
4.2.1 大西洋畸形波事件(事件三)
4.2.2 北海1995畸形波事件(事件四)
4.2.3 北海1997系列畸形波事件(事件五)
4.3 南印度洋畸形波事件模拟分析
4.3.1 南印度洋2002畸形波事件(事件六)
4.4 小结
5 罗莎台风浪过程的畸形波分析
5.1 数值模拟区域
5.2 理想风场介绍
5.3 数值结果分析
5.4 小结
6 结论
7 创新点、不足及工作展望
附录
参考文献
致谢
个人简历
研究生期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用波浪频谱数值模拟畸形波的方法探究[J]. 裴玉国,张宁川,张运秋. 海洋学报(中文版). 2007(03)
[2]畸形波（freak wave）[J]. 杨冠声,董艳秋,陈学闯. 海洋工程. 2002(04)
[3]完美巨浪[J]. 航芸. 大自然探索. 2001(11)
博士论文
[1]畸形波的实验研究和数值模拟[D]. 赵西增.大连理工大学 2009
[2]深水畸形波的数值模拟研究[D]. 张运秋.大连理工大学 2008
[3]多向聚集极限波浪的模拟研究[D]. 李金宣.大连理工大学 2008
[4]畸形波的生成及基本特性研究[D]. 裴玉国.大连理工大学 2008
硕士论文
[1]畸形波作用下张力腿平台运动响应分析[D]. 肖鑫.大连理工大学 2009
[2]三维波浪场中畸形波的数值模拟[D]. 刘晓霞.大连理工大学 2008
[3]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：3530106
【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】：176 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 前言
1.1 畸形波介绍
1.1.1 畸形波的概念
1.1.2 畸形波的特征和记录
1.1.3 畸形波的危害
1.2 畸形波研究进展
1.2.1 畸形波生成机制研究思路
1.2.2 统计方法研究畸形波思路
1.3 畸形波的研究意义
1.4 本文内容
2 畸形波的生成机制
2.1 线性生成机制
2.1.1 频散关系生成畸形波
2.1.2 地形诱导畸形波
2.1.3 波流相互作用生成畸形波
2.1.4 风场强迫生成畸形波
2.2 非线性生成机制
2.2.1 Benjamin-Feir不稳定性介绍
2.2.2 多重尺度法三阶非线性薛定谔方程的推导
3 WAVEWATCH Ⅲ模式验证工作
3.1 WW3模式简介(3.14)
3.1.1 模式的控制方程
3.1.2 模式源函数项参数化方案
3.1.3 模式输出项
3.2 模拟结果和实测数据的比较
3.2.1 WW3的后报检验—东北太平洋海浪数值模拟
3.2.2 WW3海浪模式的预报精确度检验
3.2.3 小结
4 畸形波事件的数值模拟分析
4.1 日本东部海域畸形波事件模拟分析
4.1.1 日本东部海域第一畸形波事件(事件一)
4.1.2 日本东部海域第二畸形波事件(事件二)
4.2 北海和大西洋畸形波事件模拟分析
4.2.1 大西洋畸形波事件(事件三)
4.2.2 北海1995畸形波事件(事件四)
4.2.3 北海1997系列畸形波事件(事件五)
4.3 南印度洋畸形波事件模拟分析
4.3.1 南印度洋2002畸形波事件(事件六)
4.4 小结
5 罗莎台风浪过程的畸形波分析
5.1 数值模拟区域
5.2 理想风场介绍
5.3 数值结果分析
5.4 小结
6 结论
7 创新点、不足及工作展望
附录
参考文献
致谢
个人简历
研究生期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用波浪频谱数值模拟畸形波的方法探究[J]. 裴玉国,张宁川,张运秋. 海洋学报(中文版). 2007(03)
[2]畸形波（freak wave）[J]. 杨冠声,董艳秋,陈学闯. 海洋工程. 2002(04)
[3]完美巨浪[J]. 航芸. 大自然探索. 2001(11)
博士论文
[1]畸形波的实验研究和数值模拟[D]. 赵西增.大连理工大学 2009
[2]深水畸形波的数值模拟研究[D]. 张运秋.大连理工大学 2008
[3]多向聚集极限波浪的模拟研究[D]. 李金宣.大连理工大学 2008
[4]畸形波的生成及基本特性研究[D]. 裴玉国.大连理工大学 2008
硕士论文
[1]畸形波作用下张力腿平台运动响应分析[D]. 肖鑫.大连理工大学 2009
[2]三维波浪场中畸形波的数值模拟[D]. 刘晓霞.大连理工大学 2008
[3]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：3530106
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3530106.html
