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(jì)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?？偟内厔菔怯傻途?、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(shí)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(xiàn)[5,6]也給出了詳細(xì)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(jìn)行預(yù)報(bào)。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(yùn)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(xiàng)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(jìn)行了理論發(fā)展。線性造波理論的基本假定為造波機(jī)做微...[繼續(xù)閱讀]

    實(shí)際的海面波浪具有方向性,在實(shí)驗(yàn)室水池中造出具有一定方向的波浪對于模擬真實(shí)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(yùn)動,每塊板的運(yùn)動形成一個相位差就得到了三維的實(shí)驗(yàn)室模擬的波浪。這樣的造...[繼續(xù)閱讀]

    在物理模型試驗(yàn)中,入射波經(jīng)結(jié)構(gòu)物或試驗(yàn)水槽尾端反射回來后又會通過造波機(jī)反射至試驗(yàn)區(qū)域,多次來回反射波浪會干擾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,這種干擾對于長時間造波尤為嚴(yán)重。為了克服這一困難,一般可采取兩種措施: 一種是在試驗(yàn)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(jì)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(jì)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]