基于初始扰动反演原理的畸形波时空聚焦模型-论文.pdf

《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