二维波浪进动共振的数值模拟研究

发布时间：2020-03-29 05:33

【摘要】：波浪与波浪之间发生相互作用不仅是海洋中极为普遍的情况,更是水波动力学要解决的主要问题之一。波浪与波浪之间发生相互作用普遍会造成波高的急剧增长,进一步对海上建筑物造成惨重的毁坏。根据已有研究证据,我们不难发现波浪与波浪之间发生非线性相互作用与极端波浪、近岸低频波浪以及波浪破碎等现象都有着不可分割的联系。波浪非线性相互作用依据作用方式可以分为两类,一类是共振波浪非线性相互作用,另外一类是非共振波浪非线性相互作用。包括海洋工程领域在内,波的共振相互作用几乎存在于所有物理领域。从量子领域到天体领域,共振现象一直是一个焦点问题。1960年,Phillips首次发表了波浪共振的有关观点并发现了深水重力波的四波共振条件,共振理论逐渐变成理解波浪非线性作用的重要因素。进动(precession)共振现象是2014年Miguel D.Bustamante等人在非线性波湍流系统中发现的一种强健的能量转换机制。由于进动共振理论的新颖性,相关理论研究十分匮乏,不能够展示出这种理论的优越性。基于此种研究现状,本篇文章的目的是将进动共振及有关概念运用到波浪的数值模拟中,试图在数值模拟中验证进动共振理论的准确性。首先,介绍并总结了一些包括哈密顿理论、非线性系统动力学在内的基础理论知识;接着,介绍了数值模拟中所使用的非静压模型,并总结了Miguel D.Bustamante等人发展的进动共振理论;最后,用数值模拟的结果验证之前的理论分析过程,并且进行必要的误差分析。本文较为详细的概括了近些年刚刚起步的有关进动共振的相关研究。然而目前该理论还有很大的局限性,仅限于深水表面重力波浪,这有待于未来的深入探索。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV139.2

【参考文献】