一种耦合线性-非线性特征的海面波浪数值造波方法

摘要

海洋中空气-水交界面处的波动问题是船舶海洋工程水动力学中引入关注的问题.本文基于Airy波理论和Stokes波理论,建立了一种耦合线性-非线性特征的海面波浪数值造波方法,可同时表征海面波浪的线性-非线性特征.利用本文建立的耦合波浪造波方法,研究了海面的波动特征,并与理论解进行了对比,证明了本文建立数值方法的可靠性.采用不同的入口波动边界造波,同时求解线性波方程和非线性Stokes方程,并且考虑了波浪传播的线性特征和边界处及海面气液两相流中的非线性特征.研究了在线性一非线性复合波浪的作用相位差、不同波高等波浪组合方式条件下数值方法的收敛性、波浪的波动特征等.