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适合渗透海床波浪运动的三维Boussinesq型方程
1
作者
刘忠波
韩沛秀
+1 位作者
房克照
刘勇
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期697-704,共8页
为考虑孔隙介质对波浪传播变形带来的衰减效应,在渗透介质流体的控制方程中引入线性阻力、非线性阻力和惯性力。自由表面采用精确的运动学和动力学边界条件,水底边界条件采用精确的动力学边界条件,自由水体和渗透介质水体之间满足垂向...
为考虑孔隙介质对波浪传播变形带来的衰减效应,在渗透介质流体的控制方程中引入线性阻力、非线性阻力和惯性力。自由表面采用精确的运动学和动力学边界条件,水底边界条件采用精确的动力学边界条件,自由水体和渗透介质水体之间满足垂向速度连续、水平速度满足动量相等条件。首先推导最高空间导数为3的以两组计算速度表达的适合单层渗透海床波浪运动的三维Boussinesq型水波方程。其次,对新给出的方程进行傅里叶分析,并将方程的相速度及衰减率与Stokes线性波的解析解进行比较。在1%误差下,相对水深h_(2)/h_(1)=0.1~10,方程的解析解在无因次水深h_(1)/L<1.0(深水波长L=gT^(2)(/2π))范围内与Stokes线性波的解析解都有较好的吻合,这超过了历史文献中任一个Boussinesq型水波方程的适用范围。进而建立立面二维水槽数值模型,并利用预报-校正-迭代的有限差分方法对数值模型进行求解,在变量对时间的导数求解中选择混合四阶AdamsBashforth-Moulton格式。最后,利用数值模拟再现波浪在渗透地形上的传播变形,并与相关试验结果进行比较,二者吻合程度较高。
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关键词
渗透地形
衰减率
相速度
数值模型
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职称材料
题名
适合渗透海床波浪运动的三维Boussinesq型方程
1
作者
刘忠波
韩沛秀
房克照
刘勇
机构
大连海事大学交通运输工程学院
大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室
中国海洋大学工程学院
出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期697-704,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(52171247,51779022,52071057)。
文摘
为考虑孔隙介质对波浪传播变形带来的衰减效应,在渗透介质流体的控制方程中引入线性阻力、非线性阻力和惯性力。自由表面采用精确的运动学和动力学边界条件,水底边界条件采用精确的动力学边界条件,自由水体和渗透介质水体之间满足垂向速度连续、水平速度满足动量相等条件。首先推导最高空间导数为3的以两组计算速度表达的适合单层渗透海床波浪运动的三维Boussinesq型水波方程。其次,对新给出的方程进行傅里叶分析,并将方程的相速度及衰减率与Stokes线性波的解析解进行比较。在1%误差下,相对水深h_(2)/h_(1)=0.1~10,方程的解析解在无因次水深h_(1)/L<1.0(深水波长L=gT^(2)(/2π))范围内与Stokes线性波的解析解都有较好的吻合,这超过了历史文献中任一个Boussinesq型水波方程的适用范围。进而建立立面二维水槽数值模型,并利用预报-校正-迭代的有限差分方法对数值模型进行求解,在变量对时间的导数求解中选择混合四阶AdamsBashforth-Moulton格式。最后,利用数值模拟再现波浪在渗透地形上的传播变形,并与相关试验结果进行比较,二者吻合程度较高。
关键词
渗透地形
衰减率
相速度
数值模型
Keywords
permeable seabed
damping rate
phase speed
numerical model
分类号
O175 [理学—基础数学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
适合渗透海床波浪运动的三维Boussinesq型方程
刘忠波
韩沛秀
房克照
刘勇
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2024
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