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N波诱发的瞬变港湾振荡的数值研究 被引量:3
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作者 高俊亮 郑子波 +1 位作者 嵇春艳 刘珍 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1203-1209,共7页
为了研究海啸波诱发的瞬变港湾振荡问题,本文采用一组完全非线性Boussinesq模型,模拟了由波峰在前和波谷在前的两种类型的等边N波入射诱发的狭长矩形港内的瞬变港湾振荡现象。基于正交模态分解法,定量分离了港内不同共振模态的响应幅值... 为了研究海啸波诱发的瞬变港湾振荡问题,本文采用一组完全非线性Boussinesq模型,模拟了由波峰在前和波谷在前的两种类型的等边N波入射诱发的狭长矩形港内的瞬变港湾振荡现象。基于正交模态分解法,定量分离了港内不同共振模态的响应幅值,并系统研究了入射N波类型和入射波波幅对港内相对波能分布的影响。研究表明:在本文所研究的特定港口和入射波波幅范围内,当入射波波幅较小时,以上两种类型N波诱发的港内相对波能分布几乎完全相同,并且波能几乎都集中在最低的几个共振模态上。随着入射波波幅的增大,分布于更高模态上的波能的比重增加,港内波能的分布趋于均匀,并且占有最大波能的共振模态逐渐由较低的模态向较高的模态转移。相比于波峰在前的等边N波,波谷在前的等边N波诱发的港内波能分布得更加均匀。 展开更多
关键词 海岸工程 港湾振荡 矩形港口 Boussinesq模型 N波 正交模态分解法 波能分布 波幅 瞬变
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港湾中海啸流的模拟及其时空演变特征对输入条件不确定性的响应分析 被引量:1
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作者 王培涛 闪迪 +6 位作者 侯京明 王岗 高义 任智源 范婷婷 王宗辰 王君成 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1325-1340,共16页
一直以来,海啸波特征作为表征海啸潜在破坏性的参数指标得到了广泛应用,特别是针对近场极端海啸事件造成的灾害来说,这种表征具有较好的适用性.然而总结分析历史海啸事件造成的损失发现:在远场近岸及港湾系统中,海啸诱导的强流却是造成... 一直以来,海啸波特征作为表征海啸潜在破坏性的参数指标得到了广泛应用,特别是针对近场极端海啸事件造成的灾害来说,这种表征具有较好的适用性.然而总结分析历史海啸事件造成的损失发现:在远场近岸及港湾系统中,海啸诱导的强流却是造成损失的主要原因.陆架或港湾振荡导致海啸波幅快速升降诱发强流,可能促使港工设施受到威胁及损害,进而对海啸预警服务及海事应急管理提出了新的挑战.因此,全面理解与评估海啸在港湾中诱发的灾害特征,探索港湾中海啸流的数值模拟方法,发展针对港湾尺度的海啸预警服务指导产品尤为迫切.受限于海啸流验证数据的缺乏及准确模拟海啸流技术方法的诸多不确定性,大部分海啸数值模拟研究工作主要是针对水位特征的研究及验证,可能导致对港湾中海啸灾害危险性认识的曲解与低估.本研究基于非线性浅水方程,针对夏威夷群岛三个典型港湾建立了精细化海啸数值模型(空间分辨率达到10m),并联合有限断层破裂模型计算分析了日本东北地震海啸在三个港湾及其邻近区域的海啸特征,波、流计算结果与实测结果吻合较好,精细化的海啸港湾模型模拟结果可信.模拟发现港湾中较小的波幅,同样可以产生强流.综合分析日本东北地震海啸波、流特征对输入条件不确定性的响应结果发现:港湾中海啸波-流能量的空间分布特征差异较大,这与港湾系统中海啸波的驻波特性相关;相比海啸波幅空间特征,海啸流特征具有更强的空间敏感性;海啸流时空分布特征对输入条件的不确定性响应比海啸波幅对这些不确定性的响应更强,海啸流的模拟与预报更有挑战性;不确定性对海啸流计算精度的影响会进一步传导放大港湾海啸流危险性的评估及对港工设施产生的应力作用的误差,合理的输入条件对海啸流的精确模拟至关重要.最后,希望通过本文的研究可以从海啸波-流特征角度更加全面认识近岸海啸灾害特征,拓展海啸预警服务的广度与深度,从而为灾害应急管理部门提供更加科学合理的辅助决策产品. 展开更多
关键词 日本东北地震 海啸流 时空演变 港湾振荡 非线性浅水方程 有限断层破裂模型
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孤立波作用下细长港响应的数值研究 被引量:16
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作者 马小舟 刘嫔 +1 位作者 王岗 董国海 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期101-105,共5页
采用Boussinesq数值波浪模型,模拟了不同波高的孤立波分别对常水深和变水深细长港作用时港内的响应。对数值模型的结果进行小波分析和频谱分析并与现有的理论值比较。结果表明,孤立波传入一侧为开敞水域的细长港时,港内激发振荡的能量... 采用Boussinesq数值波浪模型,模拟了不同波高的孤立波分别对常水深和变水深细长港作用时港内的响应。对数值模型的结果进行小波分析和频谱分析并与现有的理论值比较。结果表明,孤立波传入一侧为开敞水域的细长港时,港内激发振荡的能量主要集中在细长港前三个自振模态上,港口的响应频率与理论固有频率非常接近,这为估算细长港池的固有频率提供了一种可行性方法。 展开更多
关键词 孤立波 Boussinesq波浪模型 细长港 港湾振荡 港池固有频率
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港内地形对孤立波最大波面及波能的影响 被引量:2
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作者 郑子波 李铁骊 高俊亮 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期74-80,共7页
为了研究不同的港内地形对孤立波诱发港湾振荡的影响,本文利用FUNWAVE-TVD模型,模拟了具有不同波高的入射孤立波在狭长型矩形港内引起的港湾振荡现象。基于正交模态分解法,定量地分离不同共振模态的响应波高,并系统地研究了入射孤立波... 为了研究不同的港内地形对孤立波诱发港湾振荡的影响,本文利用FUNWAVE-TVD模型,模拟了具有不同波高的入射孤立波在狭长型矩形港内引起的港湾振荡现象。基于正交模态分解法,定量地分离不同共振模态的响应波高,并系统地研究了入射孤立波波高及不光滑港内地形对港内最大波面及总波能的影响。研究发现:对于本文所研究的港内地形及入射孤立波波高变化范围,港口底墙处的最大波面随入射波波高的增加而增加,二者的关系曲线可由三次多项式很好地拟合;在本文所研究的港内水深范围内,两段折线型港口内的总波能随平均水深的增加而线性增加;相比于相同平均水深的斜坡型港口,波浪在平台型港口内的反射更强,港内波能随之有所减小。 展开更多
关键词 海岸工程 港湾振荡 孤立波 FUNWAVE-TVD模型 正交模态分解法 地形 矩形港口 波能分布 波幅
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