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海啸波传播的线性和非线性特征及近海陆架效应影响的数值研究 被引量：6
1
作者 王培涛 于福江 +1 位作者 范婷婷 董剑希 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期18-29,共12页
浅水方程被广泛应用于海啸预警报业务及研究,而针对线性浅水方程与非线性浅水方程在不同海区水深地形条件下的适用范围、计算效率问题是海啸研究人员急需了解的。本文应用基于浅水方程的海啸数值预报模型就海啸波在南海、东海传播的线... 浅水方程被广泛应用于海啸预警报业务及研究,而针对线性浅水方程与非线性浅水方程在不同海区水深地形条件下的适用范围、计算效率问题是海啸研究人员急需了解的。本文应用基于浅水方程的海啸数值预报模型就海啸波在南海、东海传播的线性、非线性特征以及陆架对其传播之影响进行了数值分析研究。海啸波在深水的传播表征为强线性特征,此时线性系统对海啸波幅的模拟计算具有较高的精度和效率,而弱的非线性特征及弱的色散特征对海啸波幅的预报影响甚微,可以忽略不计。海啸波传播至浅水大陆架后受海底坡度变化、海底粗糙度等因素影响,波动的非线性效应迅速传播、积累,与线性浅水方程计算的海啸波相比表现出较大差异,主要表现为:在南海区,水深小于100m时,海啸波首波以后的系列波动非线性特征比较明显,两者波幅差别较大,但首波波幅的区别不大,因此对于该区域在不考虑海啸爬高的情况下,应用线性系统计算得到的海啸波幅也可满足海啸预警报的要求;在东海区由于陆架影响,海啸波非线性特征明显增强,水深小于100m区域,首波及其后系列波波幅均差异较大,故在该区域必须考虑海啸波非线性作用。本文就底摩擦项对海啸波首波波幅的影响进行了数值对比分析,结果表明:底摩擦作用对海啸波首波波幅影响仅作用于小于100m水深。最后,该文通过敏感性试验,初步分析了陆架宽度及陆架边缘深度对海啸波波幅的影响,得出海啸波经陆架传播共振、变形后,海啸波幅的放大或减小与陆架的宽度及陆架边缘水深有关。 展开更多
关键词 海啸波 线性和非线性 浅水方程 陆架效应 数值研究 底摩擦
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浅水长波近似方程组的非线性函数变换和孤立波解 被引量：14
2
作者 王明亮 周宇斌 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期21-25,共5页
利用齐次平衡方法导出了浅水长波近似方程组的一个非线性函数变换，借助这个变换，只需解一个线性常系数偏微分方程，就可得到方程组的精确解．特别的。
关键词 浅水长波 近似方程组 非线性函数变换 孤立波解
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浅水非线性长波的数值模拟与实验研究 被引量：3
3
作者 王大国 邹志利 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期178-183,共6页
从数值与实验两方面研究了非线性长周期水波———椭圆余弦波在浅水中的传播。根据造波板作椭圆余弦波运动速度,推导出数值模拟波浪水槽时固定入射边界上的二阶入射边界条件,计算结果表明,二阶入射边界条件对波浪的预报结果比一阶入射... 从数值与实验两方面研究了非线性长周期水波———椭圆余弦波在浅水中的传播。根据造波板作椭圆余弦波运动速度,推导出数值模拟波浪水槽时固定入射边界上的二阶入射边界条件,计算结果表明,二阶入射边界条件对波浪的预报结果比一阶入射边界条件对波浪的预报结果更为精确。对二阶入射边界条件计算结果和实验结果的波面升高时间历程进行傅里叶分析表明,各次谐波幅值沿波浪传播方向作周期性变化,只是变化程度较小;但入射边界条件为一阶时则没有这种现象。 展开更多
关键词 浅水 椭圆余弦波 数值模拟 非线性长波 边界条件
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浅海内波对环境噪声水平方向凹槽的影响 被引量：1
4
作者 江鹏飞 衣雪娟 +1 位作者 林建恒 蒋国健 《声学技术》 CSCD 2011年第5期407-411,共5页
典型夏季海洋环境噪声垂直指向性水平方向经常出现一显著凹槽。采用三维声速场海洋环境噪声理论模型,分析了各阶简正波对垂直指向性的贡献,指出不同阶简正波的贡献不同,高阶简正波是形成水平方向凹槽的主因,低阶简正波起填补环凹槽的主... 典型夏季海洋环境噪声垂直指向性水平方向经常出现一显著凹槽。采用三维声速场海洋环境噪声理论模型,分析了各阶简正波对垂直指向性的贡献,指出不同阶简正波的贡献不同,高阶简正波是形成水平方向凹槽的主因,低阶简正波起填补环凹槽的主要作用,无内波时海面噪声源激发低号简正波的能量较低,填补能力较差,水平凹槽显著;内波活动期,内波改变了声信号的传播路径,引起不同阶简正波耦合,低号简正波能量增强,其填补噪声水平凹槽的作用明显加强,高阶简正波能量减少,凹槽变浅。还探讨了凹槽填补程度与内波强度之间的关系,以及有内波时环境噪声垂直指向性随时间的变化。 展开更多
关键词 浅海内波 三维环境噪声模型 环境噪声指向性 噪声水平凹槽
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海啸波近岸共振响应的数值模拟及分析 被引量：1
5
作者 张金凤 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2010年第2期147-151,共5页
应用有限差分方法求解非线性浅水长波方程,建立了海啸波产生和传播的二维数值模型;对太平洋地震引起的夏威夷群岛海啸波进行模拟,并将模拟结果和测站实测值进行比较,验证了模型的正确性。利用快速傅里叶变换对数值模拟结果进行谱分析,... 应用有限差分方法求解非线性浅水长波方程,建立了海啸波产生和传播的二维数值模型;对太平洋地震引起的夏威夷群岛海啸波进行模拟,并将模拟结果和测站实测值进行比较,验证了模型的正确性。利用快速傅里叶变换对数值模拟结果进行谱分析,得到整个计算区域的能量谱分布,并给出了发生能量聚集的位置及相应的谱峰周期。讨论了海啸波传播到近岸时可能产生的共振响应现象,发现海啸波和近岸的共振响应不仅与近岸复杂地形有关,还与海啸波传播到近岸时的波浪入射方向有关。 展开更多
关键词 海啸波 非线性浅水长波方程 有限差分法 快速傅里叶变换 共振响应
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在沿岸流作用下的线性短峰波解析解
6
作者 黄虎 付志英 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期135-138,共4页
由于目前三维短峰波的研究甚少涉及普遍的波-流相互作用机制,为此,针对波浪倾斜入射岸堤、反射、并伴随强烈沿岸流作用的典型近海波况,构造出有限水深短峰波一般线性系统,并得到其一般解析解和特定的深水、浅水波解析解。从而,进一步完... 由于目前三维短峰波的研究甚少涉及普遍的波-流相互作用机制,为此,针对波浪倾斜入射岸堤、反射、并伴随强烈沿岸流作用的典型近海波况,构造出有限水深短峰波一般线性系统,并得到其一般解析解和特定的深水、浅水波解析解。从而,进一步完善了现有的线性水波理论体系,为非线性短峰波理论在波-流相互作用领域里的探讨提供了一个可靠基础。 展开更多
关键词 短峰波 沿岸流 线性解析解 深水-浅水波解
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浅水波作用下的推移质输沙
7
作者 秦崇仁 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1990年第3期79-84,共6页
采用Stokes二阶非线性波理论,考虑浅水波轨迹速度不对称性的特点,给出了浅水波作用下推移质输沙率的计算公式和计算方法,该公式为(?)_(f,b)=12.5Ψ_(mf,b)~3,可以分别求得顺波向和逆波向的推移质输沙率,从而得到浅水波作用下的推移质净... 采用Stokes二阶非线性波理论,考虑浅水波轨迹速度不对称性的特点,给出了浅水波作用下推移质输沙率的计算公式和计算方法,该公式为(?)_(f,b)=12.5Ψ_(mf,b)~3,可以分别求得顺波向和逆波向的推移质输沙率,从而得到浅水波作用下的推移质净输沙率。研究成果得到了实验资料的支持,结果是令人满意的。 展开更多
关键词 淤积 推移质输沙 浅水波 非线性波
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南中国海海域存在孤立子内波条件下的声场统计特性 被引量：4
8
作者 张青青 李整林 秦继兴 《应用声学》 CSCD 北大核心 2020年第6期821-830,共10页
利用南中国海浅海海域低频声传播起伏实验中获取的水文数据,结合二维平流模型重构出声传播路径上的动态声速场,使用蒙特卡洛方法研究了有无孤立子内波经过时声传播路径上的声传播损失统计特性,并与实验结果进行了对比分析。仿真和实验... 利用南中国海浅海海域低频声传播起伏实验中获取的水文数据,结合二维平流模型重构出声传播路径上的动态声速场,使用蒙特卡洛方法研究了有无孤立子内波经过时声传播路径上的声传播损失统计特性,并与实验结果进行了对比分析。仿真和实验结果表明:当孤立子内波经过声传播路径时,声传播损失起伏剧烈;与“下发上收”相比,“下发下收”情况下传播损失的概率分布更加分散。 展开更多
关键词 孤立子内波 声传播损失 统计特性 浅海
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抛物型对称海脊引导波完整解析理论
9
作者 刘建豪 王岗 +2 位作者 郭海 郑金海 杜齐鲁 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期36-43,共8页
越洋海啸能够被大洋海脊引导并沿海脊传播至远场地区,虽然传播速度较慢,但携带较大的能量,会对远场地区造成灾害影响,相关研究对于提高海啸传播特性本质的认识具有重要意义。本文基于线性长波方程,推导出了抛物型对称海脊引导波完整解... 越洋海啸能够被大洋海脊引导并沿海脊传播至远场地区,虽然传播速度较慢,但携带较大的能量,会对远场地区造成灾害影响,相关研究对于提高海啸传播特性本质的认识具有重要意义。本文基于线性长波方程,推导出了抛物型对称海脊引导波完整解析理论。研究表明对称型海脊同时存在对称与反对称引导波,其自由水面波动可以表示为虚宗量Bessel函数形式。利用海脊中心对称条件给出了描述其频率与波数的频散关系。基于所提理论进一步分析讨论了引导波的运动特性,包括频散关系、波速度、能量传播速度与波面空间分布等。本研究为揭示地形坡度由脊顶至两侧逐渐增加的海脊引导波运动特征,预测实际越洋海啸中最具威胁性海啸波的到达时间提供了理论依据。 展开更多
关键词 海啸 海脊引导波 俘获波 解析解 线性长波
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浅海内波环境下声场时间相关特性
10
作者 胡平 彭朝晖 李整林 《应用声学》 CSCD 北大核心 2021年第5期731-737,共7页
浅海内波是导致声场时间相关半径减小的一个重要原因。利用2015年南中国海声传播起伏实验,对比分析了线性内波以及孤立子内波环境下声场时间相关半径的统计特性。实验数据(175∼225 Hz)表明,大振幅孤立子内波的存在极大地降低了声场的... 浅海内波是导致声场时间相关半径减小的一个重要原因。利用2015年南中国海声传播起伏实验,对比分析了线性内波以及孤立子内波环境下声场时间相关半径的统计特性。实验数据(175∼225 Hz)表明,大振幅孤立子内波的存在极大地降低了声场的时间相关半径,声场时间相关半径从线性内波环境下的1∼3 h,降低为孤立子内波环境下的小于20 min。利用RAM程序仿真模拟了内波环境下的声场时间相关半径,理论预报结果与实验结果相符。 展开更多
关键词 浅海声传播 线性内波 孤立子内波 声场时间相关
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