基于Boussinesq方程的水底滑坡涌浪模型及应用

发布时间：2021-03-21 00:34

　　滑坡涌浪是常见的地质灾害,当滑坡体在海岸、水库、河流等水深较浅的水域运动时,引起的涌浪可能会造成难以估计的经济损失和人员伤亡。建立合理的数学模型研究水底滑坡涌浪的传播特性,对此类灾害的风险评估、防灾减灾工程的设计具有非常重要的现实意义。基于Peregrine的Boussinesq方程,结合滑坡运动模型,建立了耦合滑坡体与水波作用的滑坡涌浪模型,并根据Beji的研究方法,改善模型色散性,采用Adams三阶预测、四阶校正格式对模型的方程进行数值离散。分别用滑坡体在均匀水深水槽中匀速运动涌浪的解析解和局部水底垂向运动涌浪的实验结果进行了验证,并研究了色散对涌浪传播变形的影响。结果表明:在某些区域,滑坡涌浪过程中自由表面的色散变形影响较大,基于Boussinesq方程的滑坡涌浪模型比非线性浅水长波方程模型,更适合模拟滑坡涌浪传播过程。在实际滑坡涌浪过程中,滑坡体运动时间较长,位移较大,因此其几何特性和运动特征会影响涌浪的传播。利用验证后的模型模拟滑坡体沿水底运动过程,研究了滑坡体运动特征（速度、加速度）、几何特征（长度、高度）及水底坡度角等关键因素对涌浪的影响,结果表明:（1）当假定滑坡体作匀... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】：

海啸对沿岸地区的破坏Figure1-1Tsunamidestroythecostalareas

(a) (b)图 1-2 滑坡涌浪灾害发生的前后情形对比Figure 1-2 Situations before and after the landslide impulsive wave hazard我国海岸线全长 18000km，海洋资源丰富，具有广阔的开发前景，大量的

图 2-1 滑坡体沿水底运动Figure 2-1 Landslides move along the seabed一般来说，水波运动可视为不可压缩无粘流体流动。控制方程中的连动量方程及边界条件的具体形式为：

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]浅水非线性色散波模型的优化及在波生流问题中的应用[D]. 荆海晓.天津大学 2014
[2]滑坡体与非线性浅水波的相互作用[D]. 汪洋.清华大学 2012

硕士论文
[1]人工鱼礁流场特征及稳定性的数值模拟研究[D]. 邵万骏.天津大学 2014
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本文编号：3091964