二维岛礁泻湖地形上波浪传播特性的试验研究

摘要

我国南海幅员辽阔，资源丰富，广泛分布了大量的珊瑚岛礁。研究岛屿、岛礁邻近海域的波浪计算对于在珊瑚礁盘顶部修造建筑物以及在泻湖内选建港址等都具有重要的现实意义。
　　由于珊瑚岛礁的存在会引起水深的急剧变化，大多数学者都将岛礁地形简化为台阶地形进行研究，本文主要研究波浪从深水穿越过礁坪顶部传到泻湖的传播过程，因此在前人的基础上，将地形简化为坡度为1∶5的陡坡加较长水平礁坪段和泻湖段的地形。采用断面物理模型试验分别对规则波和不规则波在该地形上的传播过程、破碎引起的波浪频谱变化、变形导致的波浪非线性特征参数变化以及波浪的波高分布等进行了系统的分析。对波浪在该地形上的传播过程进行描述，并对礁坪上和泻湖内的波高与礁坪上水深的关系进行分析。对于发生破碎的波浪，讨论破碎引起的波浪频谱变化以及能量转移情况。同时，对于该地形上波浪的不对称度、偏度和Ur参数的沿程变化以及不对称度、偏度与Ur参数之间的关系进行分析。将波浪在该地形上的波高分布与格鲁霍夫斯基分布和瑞利分布进行比较，验证实测特征波高与理论特征波高之间的关系，并对波浪各特征波高之间的关系进行研究。
　　本文初步给出了岛礁泻湖地形上不对称度、偏度与Ur参数关系的经验公式、波浪各特征波高之间关系的拟合公式以及波浪破碎后频谱的变化情况。研究成果可以为实际海洋工程和水深剧变地形上波浪传播的数值模型研究等提供试验依据和参考。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．3 本文主要研究内容及章节安排

2 模型试验

2．1 实验设备与模型设计

2．2 波浪要素及数据采集

2．3 本章小结

3 波浪在岛礁泻湖地形上的传播过程分析

3．1 规则波的传播过程分析

3．2 不规则波的传播过程分析

3．3 本章小结

4 破碎引起的波浪频谱变化

4．1 规则波的频谱变化

4．2 不规则波的频谱变化

4．3 本章小结

5 波浪在岛礁泻湖地形上传播的非线性分析

5．1 规则波非线性特征参数的变化

5．2 不规则波非线性特征参数的变化

5．3 本章小结

6 波浪在岛礁泻湖地形上传播的波高分布

6．1 不规则波在岛礁泻湖地形上的波高分布

6．2 不规则波特征波高之间的关系

6．3 本章小结

结论

参考文献

致谢