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时间:2020-04-24
《基于初始扰动反演原理的畸形波时空聚焦模型-论文.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、A辑第29卷第3期水动力学研究与进展Vo1.29。No.32014年5月CHINESEJOURNALOFHYDRoDYNAMICSMay,2014DOI.10.3969~.issnl000-4874.2014.03.009基于初始扰动反演原理的畸形波时空聚焦模型术扈酤,唐文勇,薛鸿祥(上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240,Email:huzheok@126.com)摘要:时空聚焦模型由于可以较好的体现出畸形波的偶然性、短暂性、能量汇聚性等特点而广泛用于畸形波的实验模拟和数值模拟,但通常得到的波浪具有随机
2、性,而且无法模拟特定形态的畸形波。该文为解决上述问题,从初始扰~动反演过程的角度,以Gauss包络为例,研究了畸形波的时空聚焦演化。建立求解二维N.s方程的数值波浪水槽,模拟了畸形波的生成演化。采用的表达式可以较好地反映畸形波的大波高、短暂性、连续大波等特点,且对于海洋结构物的安全性评估有参考意义。数值结果与理论吻合良好,证明了表达式的正确性。关键词:畸形波;时空聚焦;数值模拟;Gauss包络,反演中圈分类号:TV139.2文献标识码:ATime-·spatialmodeloffreakwavesbasedonthei
3、nversionofinitialdisturbanceHUZhe,TANGWen—yong,XUEHong—xiang(StateKeyLaboratoryofOceanEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:Thetime—spatialmodeliswidelyemployedtogeneratefreakwavesinthelaboratoryornumericalsimulation,becauseitcanwe
4、llexplaintherareness.temporalityandenergyfocusingoff-reakwaves.Howeverthewavesgeneratedareusuallyrandom,anditisdificulttosimulatef.reakwavesingivenspecificshapes.Tosolvetheproblemabove,thetime-spatialevolutionoffreakwavesisdiscussedinawayoftheinversionofinitiald
5、isturbance,whichisdescribedbyGaussenvelope.The2·DnumericalwavetanksolvingNavier-Stokesequationsisestablishedtosimulatetheevolutionoffreakwaves.Theexpressionsintroducedinthisarticalexplainthegiantwaveheights,transientnessandagroupofroguewavesoffreakwaves,whichcou
6、ldbereferredtoevaluatingthesafetyofmarinestructures.Theexpressionsproposedinthispaperarevalidatedbygoodagreementoftheoreticalresultswithnumericalresults.Keywords:freakwave;time—spatial;numericalsimulation;Gaussenvelope;inversion收稿日期:2013—09.26(2014—02.26修改稿)基金项目
7、:国家自然科学基金重点项目资助(51239007)作者简介:扈酷(1988一),男,辽宁风城人,博士研究生.Received:September26,2013(RevisedFebruary26,2014)Projeetsupportedbyfoundation:SupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(51239007)Biography:HUZhe(1988-),Male,Ph.D.Candidate.3l8水动力学研究与进展A辑2014年第3期畸形
8、波的形成。具有初始扰动的液面与速度势满足控制方程为引言△=0,连续性条件(1a)畸形波(freakwave)一般定义为波高大于有义波高2倍的异常波浪J,也称为凶波(roguewave)Ol:0,水底条件(1b)或大波(giantwave)。1995年1月1日著名的“新年zL-h波”(newyearwave)袭击了挪威海域的Drau
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