本章将二维波浪耦合模型的结果进行了三维扩展,得出了三维波浪耦合模型的耦合方程及其求解方法,并对数值离散格式进行了验证。结果表明给出的离散方法是有效的,离散误差会随着时间、空间分辨率的增加而降低。...[继续阅读]

    为检验二阶模型在浅水中接近破碎极限的强非线性波浪耦合模拟中的效果,下面的例子为非线性波浪从深水平台生成爬坡至一个浅水平台的实验。数值模型的空间分辨率为(Nx,Nz)＝(257,15),时间步长为Δt=0.01 s。首先考虑Tp＝0.7 s,Hs＝0.2...[继续阅读]

    下面利用非线性不规则波对二阶耦合模型进行实验验证,耦合水槽布置见图5-13。为了更全面验证模型在不规则波中的适应性,我们考虑三种情况: ①非线性波在恒定中等水深中的传播[如图5-13 (a)];②非线性波浪爬过一个斜坡[如图5-13 ...[继续阅读]

    为了更精确、直观、定量地分析耦合模型的误差,定义了相对标准差E-pn、比波高误差r-H和相关系数α三个误差函数:式中,Tn为计算的时间窗长度,P、N分别表示为物理域、数值域的值,σP、σN为对应的两个波列的标准差,ρPN(τ0)为标准协方...[继续阅读]

    建立如图2-2 (a) 所示的统一的数值模型与物理模型的耦合水池坐标系(x′,y′,o,z′),数值模型包含整个物理模型; 图2-2 (b)为物理模型造波边界布置示意图,其坐标系为(x,y,o,z),造波机动边界为任意曲面; 图2-2 (c)为动边界任意断面的相对坐...[继续阅读]

    对上一节中所描述的耦合模型,求解造波信号需要以下三个步骤。(1)建立一个合适的数值模型进行远域波浪的传播模拟,并在数值模型与物理模型交界面即造波机中心位置附近输出数值计算的水深平均速度UN(x,t);(2)将水深平均速度UN(...[继续阅读]

    规则波为单一频率,因此在二阶问题上不需要考虑二阶差频影响。在非线性规则波理论中,流函数波浪理论是一种数值高阶波浪理论,首先由Chappelear[182]提出,随后经过Dean[183],Chaplin[184],Rienecker和Fenton[185],以及Fenton[180]等的发展,现已成为...[继续阅读]

    图7-1为本章中三种用于实验验证的耦合水池的示意图。如图所示,耦合水池分成两个部分,外围的大水池为数值波浪水池,用以模拟大范围的波浪运动,内部的小水池为物理水池,用以模拟近岸场波浪。在本章实验中,为了波浪结果对比的...[继续阅读]

    在上一节中,采用平底水池对三维耦合模型的适用性进行了详细讨论,并验证了其有效性和准确性。然而在等水深条件下,波浪沿造波机方向上的波浪是均匀的,但在实际工程中,从远海传至近岸的波浪由于受水底地形及非线性作用的影响...[继续阅读]

    本章基于第2章给出的控制方程和边界条件推导出二维波浪耦合方程的解,造波板运动在xoz平面上假定为铰接式,如图2-3 (b) 。方程中所有非线性水动力条件和造波板运动边界条件近似到二阶,并采用复数表达形式。本章的主要目标是基...[继续阅读]