基于boussinesq方程数值模型对岛礁地形上波浪传播的模拟

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1、ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士室位文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ肇＾＾！基于Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程数值模型对岛礁地形上波浪传播的模拟港口、海岸及近海工程受糾去、／１１作者姓名刘思指异教肺柳淑学教授２０１５年６月８日答辩日期硕士学位论文基于Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程数值模型对岛礁地形上波浪传播的模拟ＴｈｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＷａｖｅＰｒｏａａｔｉｏｎｏｎｔｈｅＲｅｅｆｓｐｇＴｅｒｒａｉｎｂｔｈｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＭｏｄｅｌＢａｓ

2、ｅｄｏｎＢｏｕｓｓｉｎｅｓＥｕａｔｉｏｎｓｙｑｑ作者姓名：刘思学科、专业：港口、海岸及近海工程学号：２１２０６２４７指导教师：柳淑学教授完成日期：２０１５年６月４日大遠理工大旁ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体巳经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在

3、论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目＜名ｉＭ胸邊：％ＡｉＷ—部斂御１作者签名：ＡＪ日期：＾丨广年０石月０日＼％Ｐ十大连理工大学硕士学位论文摘要近年来，越来越多的海岸工程项目建设于珊瑚礁礁盘之上。波浪在岛礁地形上的传播特性也越来越受到学者们的关注。由于Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程具有良好的非线性与色散性，因此适合用来研宄波浪在浅水中传播的问题。本文釆用基于Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程的ＦＵＮＷＡＶＥ－－二维岛１Ｄ和ＦＵＮＷＡＶＥＴＶＤ模型，对于礁地形上波浪的传播过程进行了数值模拟。一波浪在岛礁地形上传

4、播的重要特征之是波浪的破碎，为了提高数值模型对近岸岛礁地形条件下波浪传播特性模拟的精度－，本文对数值模型ＦＵＮＷＡＶＥ１Ｄ中处理破碎的紊动粘性模型做出改进，考虑了地形坡度的变化对波浪破碎的影响。通过波面沿程演变、波高沿程分布以及破碎前后频谱的变化等方面的数值计算结果与物模实验结果对比分析，证明了改进的破碎项对于模拟波浪在岛礁地形上传播过程的有效性。改进后的波浪破碎模型可以准确地反映出波浪的非线性作用以及波浪的破碎现象，特别是能够准确地描述出波浪破碎之后礁坪上的稳定波高。－同时，ＴＶＤ中波浪破碎模拟参数的取值特性本文还研究了数值模型ＦＵＮＷＡＶＥ，研究成果可为实际

5、工程中波浪破碎过程的模拟分析提供参考。关键词：二维岛擒地形Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓ；紊；ｑ方程；波浪传播；破碎判据动枯性模型－－Ｉ基于Ｂｏｕｓｓｍｅｓｑ方程数值模型对岛礁地形上波浪传播的模拟ＴｈｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＷａｖｅＰｒｏａａｔｉｏｎｏｎｔｈｅＲｅｅｆｓＴｅｒｒａｉｎｂｐｇｙｔｈｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＭｏｄｅｌＢａｓｅｄｏｎＢｏｕｓｓｉｎｅｓＥｕａｔｉｏｎｓｑｑＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｔｈｅｒｅｈａｖｅｂｅｅｎａｌｏｔｏｆｏｆｓｈｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｈｉｃｈ

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7、ｅｔｈｅｗａｖｅ－ｒｏａａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｎｉｎｓｈｏｒｅｒｅｅｆｓｔｅｒｒａｉｎｔｈｉｓａｐｅｒａｄｏｐｔｓＦＵＮＷＡＶＥＩＤａｎｄｐｐｇ，ｐＦＵＮＷＡＶＥ－ＴＶＤｗａｖｅｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎＢｏｕｓｓｉｎｅｓｑｅｑｕａｔｉｏｎｓｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｏｎ