波浪作用是海岸工程、海洋工程和船舶上的主要荷載[1]。幾個世紀以來,人們窮盡辦法來描述和研究波浪,建立了多套研究體系和方法。總的趨勢是由低精度、低效率高成本到高精度、高效率低成本的發(fā)展。最常用和最實用的無外乎兩...[繼續(xù)閱讀]

    射線理論又稱幾何波動理論、特征線理論,由Arthur[3]和Munk[4]根據(jù)Fermat原理(波浪沿波向線需時最小原理)建立,文獻[5,6]也給出了詳細推導(dǎo)過程,被廣泛應(yīng)用于物理海洋領(lǐng)域以及對近海淺水波浪要素進行預(yù)報。射線理論本身為線性波浪理論...[繼續(xù)閱讀]

    緩坡方程又稱聯(lián)合折射方程,由Berkhoff[10]首先推導(dǎo)出最原始的方程解。緩坡方程可以看作是勢波理論三維Laplace方程的一種簡化近似形式,將三維問題轉(zhuǎn)化為二維問題,簡化了問題的處理方式,可綜合考慮波浪的反射、折射、繞射等效應(yīng)...[繼續(xù)閱讀]

    另一種用來模擬波浪的數(shù)值模型為基于不可壓縮流體運動的Navier-Stokes(簡稱N-S)方程和連續(xù)方程的垂向二維形式[30—34]。該類方程可以模擬線性波、非線性波、規(guī)則波、不規(guī)則波及其與結(jié)構(gòu)物的相互作用,還可以模擬波浪的破碎,不受地...[繼續(xù)閱讀]

    在眾多數(shù)值或數(shù)學(xué)模型中,廣泛應(yīng)用于預(yù)測非線性波浪傳播問題的數(shù)值模型仍是Boussinesq方程模型。Boussinesq方程通過引入垂向流場分布的多項式近似來消去垂向向坐標(biāo),使三維問題變?yōu)槎S問題。這個原理由Boussinesq[38]在1872最先提出...[繼續(xù)閱讀]

    直接求解Laplace方程及其定解條件是另一個波浪數(shù)值模擬的發(fā)展方向。相對于其他模型來說,該類辦法應(yīng)用較少,但因其可高精度、高效率模擬全水深完全非線性波浪的傳播變形,現(xiàn)已得到越來越多的重視。相比于緩坡方程,Laplace方程可...[繼續(xù)閱讀]

    經(jīng)典的二維線性波浪的生成理論最早可追溯到Havelock[77],他利用Fourier積分方式導(dǎo)出了二維半無限水深的線性波浪理論。隨后,Biésel[78]、Ursell等[79]、Dean和Dalrymple[80]以及Svendsen[81]進行了理論發(fā)展。線性造波理論的基本假定為造波機做微...[繼續(xù)閱讀]

    實際的海面波浪具有方向性,在實驗室水池中造出具有一定方向的波浪對于模擬真實的海面波浪是非常重要的。將多塊二維造波板排列一定的形狀做往復(fù)運動,每塊板的運動形成一個相位差就得到了三維的實驗室模擬的波浪。這樣的造...[繼續(xù)閱讀]

    在物理模型試驗中,入射波經(jīng)結(jié)構(gòu)物或試驗水槽尾端反射回來后又會通過造波機反射至試驗區(qū)域,多次來回反射波浪會干擾實驗數(shù)據(jù)的分析,這種干擾對于長時間造波尤為嚴重。為了克服這一困難,一般可采取兩種措施: 一種是在試驗水...[繼續(xù)閱讀]

    在工程流體力學(xué)領(lǐng)域,耦合模型的概念最早出現(xiàn)在計算流體動力學(xué)方面,即基于不同控制方程的數(shù)值/數(shù)學(xué)模型的耦合,或基于相同控制方程但采用不同計算網(wǎng)格的耦合,如王大國[142],Bingham[143],Hamidou等[144]。耦合的目的在于讓各種數(shù)值模...[繼續(xù)閱讀]