基于缓坡方程数值模型岛礁地形上波浪传播的模拟

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1、犬裡－大＇擎ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士室位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ——基于缓坡方程数值模型岛礁地形上波浪传播的模拟港口、海岸及近海工程学科专业作者姓名柳淑，教授指忌救肺２０１５年６月８曰答辩日期——‘．Ｊ硕士学位论文基于缓坡方程数值模型岛礁地形上波浪传播的模拟ＴｈｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｔｕｄｙｏｆＷａｖｅＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎｏｎＲｅｅｆｓＴｅｒｒａｉｎＢａｓｅｄ－ｏｎＮｕｍｅｒｉｃａｌＭｏｄｅｌ

2、ｏｆＭｉｌｄＳｌｏｕａｔｉｏｎｐＥｑ作者姓名：方亚冰学科、专业：港口、海岸及近海工程学号：２１２０６２０９指导教师：柳淑学教授完成日期：２０１５年４月２９日大连理工大学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

3、均巳在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：基于缓坡方程数值模型岛ＩＩ地形上波浪传播的模拟＂作者签名：日期：＾１７／１年４月７日、；，大连理工大学硕士研究生学位论文摘要一波浪从深海传至近岸岛礁时，，般需要经过落差较大的礁坪边缘水深发生急剧变化，导致波浪在传播过程中发生破碎。因此准确模拟波浪的破碎过程以及破碎后的波高。大小，对于岛礁海岸工程建设具有重要的意义一ｅｒｋｈｏｆｆ提缓坡方程是描述近岸波浪传播变形较好的数值模型之，在以Ｂ出的椭圆型缓坡方程作为控制方程和相关边界条件

4、的基础上，采用有限元自动剖分法，开发了可以根据地形和波长变化来确定网格大小的新型的自适应前处理程序，既加快程序计算速一、度，又减少人工端输入数据工作量；进步引入索引存！ｅ方法存储总纲共辄梯度迭代２方法求解大型方程组，并利用先验误差法、Ｚ自适应有限元后验误差法以及ｈ型的网格加密法来提高程序的计算精确度。本文在采用自适应有限元法求解缓坡方程所建立的数值计算模型的基础上，引入描述波浪破碎的模型，建立可以描述波浪破碎影响的近岸波浪数值模型。基于二维岛礁地形上的波浪模拟实验，比较分析了四种不同的波浪破碎能量损失因子，给出了适合于岛礁地形条件下规则

5、波浪传播破碎模拟的模型。并通过不规则波浪破碎模拟，再次验证模型的适用性。该模型在二一维岛礁地形适用的基础上，又进步应用于南海某岛礁三维实际地形的波浪传播模拟一，分析了模型的优缺点给出了其适用范围及进，，步改进的方向可对岛一礁海岸工程建设提供定帮助。关键词：岛地形；波浪破碎；缓坡方程－－Ｉ基于缓坡方程数值模型岛礁地形上波浪传播的模拟ＴｈｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｔｕｄｙｏｆＷａｖｅＢｒｅａｋｉｎｏｎＲｅｅｆｓＴｅｒｒａｉｎＢａｓｅｄｏｎｇｒｃａｏｄｅｏｆ－ＮｕｍｅｉｌＭｌＭｉｌｄＳｌｏＥｕａｔｉｏｎｐ

6、ｑＡｂｓｔｒａｃｔＷｈｅｎｔｈｅｗａｖｅｓｐｒｏａａｔｅｆｒｏｍｔｈｅｄｅｅｐｗａｔｅｒｔｏｔｈｅｉｎｓｈｏｒｅｒｅｅｆｓ，ｇｅｎｅｒａｌｌｙａｌａｒｇｅｐｇｇａｐｒｅｅｆｆｌａｔｍｕｓｔｂｅｏｖｅｒｃｏｍｅｌｅａｄｉｎｔｏｄｒａｍａｔｉｃｃｈａｎｅｓｉｎｗａｔｅｒｄｅｔｈ．Ｔｈｉｓｗｉｌｌｃａｕｓｅ，ｇｇｐｔｈｅｗａｖｅｂｒｅａｋｉｎｇ．Ｉｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｅｓｉｎｏｎｔｉｔｌｅｔｅｒｒａｉｎｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙｇｓｉｍ

7、ｕｌａｔｅｔｈｅｗａｖｅｂｒｅａｋｉｎｇａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｗａｖｅｈｅｉｔｓａｆｔｅｒｗａｖｅｂｒｅａｋｉｎ．ｇｈｇ－ｍｏｄＭｉｌｄｓｌｏｐｅｅｑｕａｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｂｅｓｔｎｕｍｅｒｉｃａｌｅｌｓｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｎｅａｒｓｈｏｒｅｗａｖｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ．ＳｏｂａｓｅｄｏｎＢｅｒｋｈｏｆｆｅｌｌｉｔｉｃｍｉｌｄｓｌｏｅｅｕａｔｉｏｎａｎｄａｓｅｒｉｅｓｏｆｂｏｕｎｄａｒｙｐｐｑｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄａｄｏｐｔｉｎｇｆ