弱非线性斯托克斯波在非平整海底上传播的新型抛物型方程

由于缓坡方程计算量大和其本身的缓坡假定而在实际应用中受到了限制，故对斯托克斯波在非平整海底（适用于缓坡和陡坡地形）上传播的Liu和Dingemans的三阶演化方程进行抛物逼近，得到一个新的非线性抛物型方程，它能够包含同类方程未曾考虑的二阶长波效应．通过数值计算结果与Berkhoff等人的经典实验数据的比较，证明所提出的抛物型模型理论具有较高的精度。

弱非线性水波和海流在非平整海底上相互作用的三阶演化方程的推导

本文考虑强烈的环境流作用 ,对 L iu和 Dingemans纯波演化方程作出重要扩展 ,推导出调制波群和海流在平整海底上相互作用的三阶演化方程。

近岸非平整海底上耗散动力系统的广义波作用量守恒方程

为刻划近岸波-流-海底相互作用耗散动力系统的多种复杂作用机制,着眼于波浪对近岸大尺度变化环境流作用和考虑多变海底地形(可典型地刻划为由慢变水深和快变水深构成)的影响,由基于黏性流体Navier-Stokes方程的平均流方程,建立了近岸耗散动力系统的广义波作用量守恒方程,从中提出垂向速度波作用量和耗散波作用量这两种新概念,使得它们和经典的波作用量相互间达成了一种互补、协调而又主次分明的更为广泛的守恒形式。从而把波作用量这一经典概念从理想的平均流守恒系统引申到实际的平均流耗散系统(即广义守恒系统)中去,为解释沿岸过程和应用于近海、海岸工程提供了一个理论基础。

近岸非平整海底上波浪传播的非线性统一方程

针对波浪在近岸复杂地形条件下从深水向浅水传播的连续性特征,通过引进一种典型的近岸非平整海底变化的假设,由Hamilton水波变分原理建立了波浪传播的非线性统一方程,并且证明以下4种最具广泛影响力的波浪方程或关系成为它的特例:扩展的Airy非线性浅水方程;广义缓坡方程;二阶Stokes波色散关系;高阶Boussinesq型方程。

非平整、多孔介质海底上波浪传播的复合方程

为了反映近岸区域实际存在的多孔介质海底效应,并且考虑到波浪在刚性海底上传播模型的最新研究进展,运用Green第二恒等式建立了波浪在非平整、多孔介质海底上传播的复合方程,假设水深和多孔介质海底层厚度均由两种分量组成:慢变分量,其水平变化的长度尺度大于表面波的波长;快变分量,其水平变化的长度尺度与表面波的波长等阶,但其振幅小于表面波的振幅,另外,多孔介质层下部边界的快变分量比水深的快变分量小1个量级,针对水体层和多孔介质层,选择Green第二恒等式方法给出了波浪传播和渗透的复合方程,它在交接面上满足压力和垂直渗透速度的连续性条件,可充分考虑波数变化的一般连续性,并包含了某些著名的扩展型缓坡方程。

非平整运动海底上n层流动中波浪传播的Hamilton逼近

在海洋水域,界面波对大尺度变化流的作用是一种典型的分层流动现象.考虑一不可压缩、无黏的分层势流运动,建立了一个在非平整运动海底上的n层流体演化系统,并对其进行了Hamilton描述.每层流体具有各自的常密度、均匀流水平速度,其厚度由未扰动和扰动部分构成.相对于顶层流体的自由表面,刚性、运动的海底具有一般地形变化特征.在明确指出n层流体运动的控制方程和各层交界面上的运动学、动力学边界条件(包含各层交界面上张力效应)后,对该分层流动力系统进行了Hamilton构造,即给出其正则方程和其下述的正则变量:各交界面位移和各交界面上的动量势密度差.

一种新型缓坡度方程和抛物型波浪方程

通过对弱非线性水波在非平整海底上传播的三阶演化修正方程的简化，推导出一种新型缓坡度方程和抛物型波浪方程．