非淹没刚性植物对规则波传播变形影响实验研究 被引量：21

1

作者 陈杰 赵静 +1 位作者 蒋昌波 王瑞雪 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期222-229,共8页

在海岸带种植红树林等水生植物可以有效的减小波浪对岸滩的破坏,系统全面地研究植物对波浪传播变形的影响是非常必要的。基于波浪水槽实验,探讨了规则波通过非淹没刚性植物波高的沿程变化,分析了水深、入射波高、植物模型密度及分布方... 在海岸带种植红树林等水生植物可以有效的减小波浪对岸滩的破坏,系统全面地研究植物对波浪传播变形的影响是非常必要的。基于波浪水槽实验,探讨了规则波通过非淹没刚性植物波高的沿程变化,分析了水深、入射波高、植物模型密度及分布方式对反射系数、透射系数与波浪衰减系数的影响,同时与孤立波实验数据进行对比。实验结果表明,随着水深的增加,规则波的透射系数增加、反射系数和波能衰减系数减小;随着入射波高的增加,规则波的透射系数减小,反射系数和波能衰减系数增加。在分布方式相同的情况下,植物模型分布密度增加,规则波的反射系数和波能衰减系数增加,透射系数减小。在规则波入射方向上模型布置越紧密,规则波反射系数和波能衰减系数越大,透射系数越小。分析讨论了植物模型对规则波和孤立波的影响,在入射波要素相同的情况下,孤立波和规则波的能量衰减在50%左右,说明植物模型具有良好的消波作用。 展开更多

关键词 非淹没刚性植物 规则波 波浪水槽实验 传播变形

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潮汐流影响下珊瑚岛礁附近波浪传播变形和增水试验 被引量：17

2

作者 姚宇 唐政江 +1 位作者 杜睿超 蒋昌波 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期614-621,共8页

为揭示潮汐流影响下珊瑚岛礁附近波浪的运动特征,通过波流水槽试验对潮汐流存在下规则波的传播变形和增水规律进行了研究,测试了一系列的潮汐流流量并对比正向流、反向流以及无流的情况。研究结果表明:反向流使波浪破碎点向远海侧移动,... 为揭示潮汐流影响下珊瑚岛礁附近波浪的运动特征,通过波流水槽试验对潮汐流存在下规则波的传播变形和增水规律进行了研究,测试了一系列的潮汐流流量并对比正向流、反向流以及无流的情况。研究结果表明:反向流使波浪破碎点向远海侧移动,正向流则使其向海岸侧移动,反向流存在时破碎带内的湍流较正向流时更为剧烈;反向流时破碎点附近入射波能量由主频波向高次谐波发生转移更为显著;潮汐流的存在对波浪反射、透射和能量耗散并无明显影响;正向流造成礁坪上波浪增水减少,反向流则促进增水的增长,增水最大值与潮汐流流量间存在显著的线性关系。研究成果可望为岛礁工程的建设和维护提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 波浪传播变形 增水 规则波 潮汐流 珊瑚岛礁

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岸礁礁冠对波浪传播变形及增水影响的实验研究 被引量：21

3

作者 姚宇 袁万成 +1 位作者 杜睿超 蒋昌波 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期19-25,共7页

通过在波浪槽中进行一系列物理模型实验来研究珊瑚岸礁礁冠的存在对波浪传播变形和礁坪上增水的影响,实验在现场观测的基础上采用了理想化的岸礁和礁冠模型,并测试了4种礁坪水深和不同的入射波工况。实验结果表明,礁冠能显著改变波浪在... 通过在波浪槽中进行一系列物理模型实验来研究珊瑚岸礁礁冠的存在对波浪传播变形和礁坪上增水的影响,实验在现场观测的基础上采用了理想化的岸礁和礁冠模型,并测试了4种礁坪水深和不同的入射波工况。实验结果表明,礁冠能显著改变波浪在礁坪边缘的传播变形过程,尤其是波浪破碎强度和高频波的产生;礁坪的增水随着入射波高和周期增加而增加,随着水深的增加而减少;礁冠的阻水效应类似于潜堤,对于其后礁坪上增水的大小起决定作用,礁冠存在时波浪增水显著增大;随后引入了一个新的无量纲参数来考虑礁冠的存在对增水的影响。 展开更多

关键词 波浪传播变形 波浪增水 岸礁礁冠 物理模型实验 无量纲参数

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基于Navier-Stokes方程珊瑚岛礁附近孤立波传播变形数值模拟 被引量：14

4

作者 姚宇 何文润 +2 位作者 李宇 刘晓建 唐政江 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期392-398,共7页

为了分析珊瑚岛礁附近的孤立波的传播变形特征,本文基于Navier-Stokes方程利用Open FOAM开源程序包建立三维波浪数值水槽,数值模型采用大涡模拟法(LES)模拟湍流和修正的流体体积法(VOF)捕捉自由液面,并通过文献中的实验数据进行了模型... 为了分析珊瑚岛礁附近的孤立波的传播变形特征,本文基于Navier-Stokes方程利用Open FOAM开源程序包建立三维波浪数值水槽,数值模型采用大涡模拟法(LES)模拟湍流和修正的流体体积法(VOF)捕捉自由液面,并通过文献中的实验数据进行了模型验证。相较于传统的沿水深积分的Boussinesq模型,该模型可以更为准确地模拟水平流速的垂向分布,并且对波浪破碎和干湿交界线的模拟不需要人为的干预。研究发现所采用的模型能够合理的模拟孤立波在珊瑚礁礁前斜坡上的浅化、礁缘附近的破碎以及破碎波在礁坪上的演化过程,并能适应礁前斜坡坡度和礁坪淹没水深的变化以及礁冠存在的情况。研究结果为进一步认识珊瑚礁对海啸灾害的防御作用提供参考。 展开更多

关键词 波浪传播变形 波浪破碎 孤立波 珊瑚岛礁 NAVIER-STOKES方程

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波浪在陡坡上的传播变形 被引量：4

5

作者 李炎保 孙晓彦 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 1998年第3期241-246,共6页

利用数值方法和物理模型分析以反射为主的陡坡上波浪传播变形特性。数值方法采用标记单元法，为处理倾斜反射边界对斜坡前波浪运动的影响，提出了“台阶镜像法”。通过1：1．5光滑斜坡上物理模型试验，分析了不完全立波的运动特性，说... 利用数值方法和物理模型分析以反射为主的陡坡上波浪传播变形特性。数值方法采用标记单元法，为处理倾斜反射边界对斜坡前波浪运动的影响，提出了“台阶镜像法”。通过1：1．5光滑斜坡上物理模型试验，分析了不完全立波的运动特性，说明强反射光滑陡坡坡前波浪运动呈明显的立波状态，它与直墙反射的主要差别是被前第一波节点和腹点位置向岸推移。本试验得到的波浪反射、爬高和回落特征值与港口工程规范给定结果接近。 展开更多

关键词 波浪 陡坡 传播变形 标记单元法

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波流共存场中多向随机波浪传播变形数学模型 被引量：9

6

作者 郑金海 Hajime Mase 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期78-83,共6页

基于波作用量守恒方程建立了波流共存场中多向随机波浪传播变形数学模型,模型中考虑了波浪绕射的影响和水流引起的波浪弥散多普勒效应,应用包含水流和地形影响的激破波模式计算波浪破碎的能量耗散,采用一阶上迎风有限差分格式离散控制... 基于波作用量守恒方程建立了波流共存场中多向随机波浪传播变形数学模型,模型中考虑了波浪绕射的影响和水流引起的波浪弥散多普勒效应,应用包含水流和地形影响的激破波模式计算波浪破碎的能量耗散,采用一阶上迎风有限差分格式离散控制方程。分别计算了有无近岸流情况下单向和多向随机波浪的波高分布,考虑水流影响的数值计算结果与物理模型实验数据吻合良好,比较分析表明,所建立的数学模型能够复演由于离岸流引起的波高增大,可用于波流共存场多向随机波浪传播变形的模拟和预报。 展开更多

关键词 波流共存场 波作用量守恒方程 多向随机波浪 数学模型 波浪传播变形

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基于Boussinesq方程的陡峭礁坪上波浪传播变形数值模拟 被引量：6

7

作者 黄英丽 王国玉 +1 位作者 房克照 陈戈 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2017年第1期38-42,67,共6页

为了探究应用基于二阶完全非线性Boussinesq方程开发的Funwave-TVD波浪模型模拟波浪在陡峭礁坪上传播变形的可行性,在采用试验及已有文献成果进行可行性验证的基础上,利用该模型模拟了波浪在陡峭礁坪上的传播变形过程,分析了不同波浪要... 为了探究应用基于二阶完全非线性Boussinesq方程开发的Funwave-TVD波浪模型模拟波浪在陡峭礁坪上传播变形的可行性,在采用试验及已有文献成果进行可行性验证的基础上,利用该模型模拟了波浪在陡峭礁坪上的传播变形过程,分析了不同波浪要素及不同水深情况下波浪在陡峭礁坪上的传播规律。结果表明:当波高与水深的比值超过一定值时,波浪发生破碎,波高迅速减小;对于深水情况下的陡峭礁坪地形,当波浪离开礁坪坡脚的水平距离为4倍入射波长及更远时,礁坪上的平均波高可降低为稳定值。 展开更多

关键词 波浪传播 传播变形 陡峭礁坪 BOUSSINESQ方程 Funwave-TVD

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波浪在珊瑚岸礁礁坪上传播变形的数值研究 被引量：9

8

作者 陈洪洲 毕春伟 高俊亮 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期252-259,共8页

波浪的传播变形对珊瑚岛礁附近的营养物质输送以及近岸珊瑚沙运动都起着关键的作用,同时也是礁盘顶部建筑物在设计和施工过程中需要重点考虑的因素,因此,对波浪在礁坪上的传播变形进行研究具有重要意义。利用FUNWAVE 2.0数值模型模拟了... 波浪的传播变形对珊瑚岛礁附近的营养物质输送以及近岸珊瑚沙运动都起着关键的作用,同时也是礁盘顶部建筑物在设计和施工过程中需要重点考虑的因素,因此,对波浪在礁坪上的传播变形进行研究具有重要意义。利用FUNWAVE 2.0数值模型模拟了不规则波浪在不同形状岸礁上的传播变形过程,讨论了礁前斜坡坡度以及珊瑚底面粗糙程度对波浪在礁坪上传播变形的影响。结果显示,随着礁坡斜率增大,不对称度参数绝对值的增长趋势逐渐变缓,波浪在光滑礁坪上的不对称度绝对值要略大于粗糙底面上的值,而不同地形下计算得到的波浪偏度参数则基本相同。说明礁坡坡度对波浪的不对称度特征具有显著影响,礁坪粗糙度的影响则相对较小,而上述因素对波浪偏度的影响则完全可以忽略。给出了考虑这两个影响因素的礁坪区域内波浪偏度和不对称度经验公式。 展开更多

关键词 波浪传播变形 非线性特征 珊瑚岸礁 参数化

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波浪在潜堤和潜堤地形上的传播变形 被引量：5

9

作者 孙亮 那鑫宇 +2 位作者 陈柯宇 李芬 陈明胜 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期139-144,共6页

为了分析波浪在近岸区域受到水下结构物或地形影响产生的传播变形,本文基于计算流体动力学开源程序OpenFOAM建立了数值波浪水槽,模拟了规则波在潜堤上和椭圆余弦波在潜堤地形上的传播变形,将选定位置处波面的数值结果分别与代尔夫特理... 为了分析波浪在近岸区域受到水下结构物或地形影响产生的传播变形,本文基于计算流体动力学开源程序OpenFOAM建立了数值波浪水槽,模拟了规则波在潜堤上和椭圆余弦波在潜堤地形上的传播变形,将选定位置处波面的数值结果分别与代尔夫特理工大学的试验数据、基于Boussinesq方程的数值结果相对比,所得的数值结果与已发表的结果均吻合较好。结果表明:使用OpenFOAM可以精确地模拟波浪在潜堤和潜堤地形上的传播变形,将为近岸结构物的相关研究及设计提供可靠依据。 展开更多

关键词 潜堤 地形 规则波 椭圆余弦波 OPENFOAM 数值波浪水槽 传播变形 近岸结构物

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聚焦波浪在浅堤上传播变形高精度数值模拟研究 被引量：4

10

作者 易振宇 蒋昌波 +2 位作者 屈科 邓斌 陈杰 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2021年第1期32-42,共11页

基于开源程序REEF3D,通过建立高精度二维数值波浪水槽,系统研究了聚焦波浪在浅堤上传播变形的规律,着重分析了聚焦波浪通过浅堤的水动力过程及能量变化规律,讨论了不同波浪要素对聚焦波浪传播特性的影响。除此之外,还考虑了双浅堤布置... 基于开源程序REEF3D,通过建立高精度二维数值波浪水槽,系统研究了聚焦波浪在浅堤上传播变形的规律,着重分析了聚焦波浪通过浅堤的水动力过程及能量变化规律,讨论了不同波浪要素对聚焦波浪传播特性的影响。除此之外,还考虑了双浅堤布置对聚焦波浪传播变形的影响。研究结果表明:极端波浪通过浅堤时,堤顶水深越小,波浪主频能量衰减越显著。在给定堤顶水深条件下,聚焦点与浅堤的相对位置对聚焦波浪能量的衰减影响较小。在双浅堤布置条件下,随着浅堤间距的增加,上下游浅堤的相互影响逐渐减弱,高频段的波浪能量也随之减小。 展开更多

关键词 聚焦波浪 浅堤 REEF3D 波谱 传播变形 透射波高 波浪能量

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采掘坑位置对珊瑚礁海岸波浪传播变形影响试验 被引量：2

11

作者 旷敏 姚宇 +2 位作者 陈仙金 张起铭 蒋昌波 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期14-21,共8页

为研究珊瑚礁坪上采掘坑位置变化对珊瑚礁海岸波浪传播变形的影响,本文通过物理模型试验测试了采掘坑在不同位置和无坑情况下一系列不规则波工况的波浪特征。结果表明,随着采掘坑位置朝岸线附近移动直至无坑时,岸线附近的短波波高逐渐减... 为研究珊瑚礁坪上采掘坑位置变化对珊瑚礁海岸波浪传播变形的影响,本文通过物理模型试验测试了采掘坑在不同位置和无坑情况下一系列不规则波工况的波浪特征。结果表明,随着采掘坑位置朝岸线附近移动直至无坑时,岸线附近的短波波高逐渐减小;采掘坑的存在减弱了岸线附近的低频长波波高,当采掘坑位于岸线附近时,长波波高还受到局部水深增加的影响而进一步减弱。采掘坑从礁缘移动至岸线附近直到无坑时,岸线附近的增水逐渐增大,这种趋势在礁坪水深较大时更为明显。通过相干函数分析,证明了礁坪上低频长波是由于短波群破碎点的移动而产生,采掘坑位置的变化对低频长波的产生无明显影响;通过传递函数分析,验证了礁坪上的低频长波存在一阶共振放大效应,采掘坑的存在减弱了这种放大效应,当坑位于礁坪中间和岸线附近时,这种减弱效应更为显著。 展开更多

关键词 珊瑚礁 采掘坑 低频长波 礁坪共振 传播变形

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防浪建筑物影响下珊瑚礁海岸波浪传播变形试验 被引量：4

12

作者 贾美军 姚宇 +1 位作者 陈松贵 郭辉群 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2020年第6期53-59,123,共8页

通过测试一系列不规则波工况研究了防浪建筑物存在下珊瑚礁海岸附近短波、低频长波和增水的变化规律,并对比了防浪建筑物的不同位置情况。分析结果表明:波浪在沿礁传播过程中,短波波高沿礁坪持续衰减,低频长波波高沿礁坪逐渐增大,波浪... 通过测试一系列不规则波工况研究了防浪建筑物存在下珊瑚礁海岸附近短波、低频长波和增水的变化规律,并对比了防浪建筑物的不同位置情况。分析结果表明:波浪在沿礁传播过程中,短波波高沿礁坪持续衰减,低频长波波高沿礁坪逐渐增大,波浪增水则沿礁坪基本保持不变;海岸附近短波随着防浪建筑物与礁缘距离的变大而减小,低频长波则在防浪建筑物处于礁坪后部时达到最大,防浪建筑物位置的变化对于礁坪波浪增水的影响可以忽略。通过理论分析证明了珊瑚礁地形上低频长波是由于群波破碎造成的破碎点移动而产生的;当特定波况作用于特定位置的防浪建筑物时,低频长波在礁坪上会发生一阶共振效应导致其能量在海岸附近达到最大值。 展开更多

关键词 波浪传播变形 低频长波 防浪建筑物 礁坪共振 珊瑚礁

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人工采掘坑影响下珊瑚礁海岸波浪传播变形试验 被引量：1

13

作者 陈仙金 姚宇 +1 位作者 张起铭 唐政江 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期224-231,共8页

基于礁坪上高分辨率的波浪测量,通过波浪水槽试验分析了短波、低频长波、平均水位、波形参数和非线性参数的沿礁变化规律,重点探讨礁坪中部存在人工采掘坑对上述波浪传播变形特征的影响,并与无坑的情况进行对比。研究表明:当人工采掘坑... 基于礁坪上高分辨率的波浪测量,通过波浪水槽试验分析了短波、低频长波、平均水位、波形参数和非线性参数的沿礁变化规律,重点探讨礁坪中部存在人工采掘坑对上述波浪传播变形特征的影响,并与无坑的情况进行对比。研究表明:当人工采掘坑存在时,短波波高在坑前和坑内分别增大和减小,在礁后岸滩附近却无显著变化;低频长波波高在坑附近变化不大,在岸滩附近却略微减小;波浪增水在坑和岸滩附近均无显著变化。采掘坑存在的情况下,波浪的偏度和不对称度在坑附近分别减小和增大,而厄塞尔数在坑附近却几乎不变。相关性分析发现低频长波的产生机理几乎不受采掘坑的影响,采掘坑的存在增加了低频长波的反射,破坏了礁坪的共振模式,从而使低频长波在岸滩附近有所削弱。 展开更多

关键词 采掘坑 珊瑚礁 传播变形 不规则波 礁坪共振

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南黄海辐射沙脊群波浪场数值模拟 被引量：6

14

作者 杨耀中 冯卫兵 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期457-461,共5页

为了探明南黄海辐射沙脊群波浪场特征,以指导这一海域的港口建设,采用波浪折射绕射数学模型模拟了该海域的波浪场.不同工况波浪场的模拟结果表明,该海域波浪传播具有如下特征:(a)等波高线环绕辐射沙脊群顶点港呈弧形分布;(b)波浪多次... 为了探明南黄海辐射沙脊群波浪场特征,以指导这一海域的港口建设,采用波浪折射绕射数学模型模拟了该海域的波浪场.不同工况波浪场的模拟结果表明,该海域波浪传播具有如下特征:(a)等波高线环绕辐射沙脊群顶点港呈弧形分布;(b)波浪多次破碎;(c)不同方向入射波所形成的辐聚带,位置不尽相同;(d)入射波周期对波浪场影响显著. 展开更多

关键词 波浪传播变形 数学模型 辐射沙脊群 南黄海

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透水珊瑚岸礁亚重力波水动力特性数值研究 被引量：3

15

作者 王旭 屈科 门佳 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期152-167,共16页

基于非静压单相流模型(NHWAVE),对随机波浪在透水珊瑚岸礁上传播过程进行了数值模拟,综合考虑入射波高、礁坪水深、谱峰周期、透水层厚度、透水层孔隙率以及颗粒的中值粒径等因素对岸礁波浪水动力特性的影响,重点分析了短波波高、低频... 基于非静压单相流模型(NHWAVE),对随机波浪在透水珊瑚岸礁上传播过程进行了数值模拟,综合考虑入射波高、礁坪水深、谱峰周期、透水层厚度、透水层孔隙率以及颗粒的中值粒径等因素对岸礁波浪水动力特性的影响,重点分析了短波波高、低频长波波高、平均水位的沿礁变化,并与无透水层的岸礁情况进行了对比。研究表明:透水层的存在减弱了波浪在礁前斜坡的浅水变形和在礁缘附近的波浪破碎,显著降低了岸线附近的短波波高、低频长波波高以及波浪增水值,除此之外,透水层的存在会降低波浪在岸滩的最大爬高;透水层的孔隙率和颗粒的中值粒径对波浪传播变形特征的影响可忽略不计;入射波高和谱峰周期越大,岸礁透水层对短波、长波及波浪增水的影响越显著;当增大礁坪水深时,透水层对波浪的消减作用减弱;随着透水层厚度的增大,岸线附近的短波波高、长波波高和波浪增水值随之减小。 展开更多

关键词 透水岸礁 传播变形 低频长波 波浪增水 非静压单相流模型(NHWAVE)

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基于人工智能的极端海况波浪全过程预测系统(NHRI_AIWave)

16

《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第2期184-184,共1页

南京水利科学研究院河流海岸研究所王登婷正高级工程师的项目团队基于k‐近邻、前馈性神经网络(FFNN)、物理信息神经网络(PINN)等人工智能算法,与传统的台风浪模拟、近岸波浪传播变形等数值计算模型相结合,研发了基于人工智能的极端海... 南京水利科学研究院河流海岸研究所王登婷正高级工程师的项目团队基于k‐近邻、前馈性神经网络(FFNN)、物理信息神经网络(PINN)等人工智能算法,与传统的台风浪模拟、近岸波浪传播变形等数值计算模型相结合,研发了基于人工智能的极端海况波浪全过程预测系统(NHRI_AIWave)。该预测系统分为3个板块,分别是台风路径AI模拟、深水波浪AI模拟和近岸波浪AI模拟。 展开更多

关键词 人工智能 预测系统 神经网络 FNN 项目团队 波浪传播变形 极端海况

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基于XBeach-NH的大糙率礁面波浪运动数值模拟

17

作者 姚宇 刘小娜 +1 位作者 周宝宝 周婷 《热带海洋学报》 2025年第5期31-38,共8页

采用波浪相位解析的非静压模型(XBeach non-hydrostatic, XBeach-NH)添加了基于Morison方程的拖曳力项,对大糙率礁面的波浪的运动特征及礁面拖曳力系数进行了数值模拟仿真分析,通过对光滑礁面和粗糙礁面上不同位置自由液面时间序列以及... 采用波浪相位解析的非静压模型(XBeach non-hydrostatic, XBeach-NH)添加了基于Morison方程的拖曳力项,对大糙率礁面的波浪的运动特征及礁面拖曳力系数进行了数值模拟仿真分析,通过对光滑礁面和粗糙礁面上不同位置自由液面时间序列以及波高和平均水位沿礁分布对模型进行了验证。文章应用校核好的数值模型对比分析光滑礁面和粗糙礁面时礁缘附近及礁坪上自由液面时空分布特征,最后利用XBeach-NH模型模拟的结果校核出所有粗糙礁面实验工况最优拖曳力系数值。结果表明, XBeach-NH模型能够较好地模拟波浪的沿礁运动过程,在其基础上加入基于Morison方程的拖曳力项能够合理地模拟粗糙礁面阻力特性。糙率单元的存在导致波浪受到更大的底部摩阻的损耗,粗糙礁面较于光滑礁面的沿礁的波高增水显著减小。波浪传播过程出现高阶谐波和自由波,光滑礁面和粗糙礁面均会出现二次甚至更高次谐波,礁面糙率单元的存在会明显减小二次谐波的量级。在粗糙礁面,糙率单元对波能的产生有明显耗散现象。小水深且波高较小时拖曳力系数较大,这与浅水时水流阻力增大有关,大周期(长波)时拖曳力系数较大,而波高较大(波浪的非线性较强)时拖曳力系数的变化取决于礁坪水深。 展开更多

关键词 礁面糙率 XBeach-NH模型 波浪传播变形 珊瑚礁地形

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