完全非线性波浪模型在近岸深水航道中的应用-论文.pdf

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1、2014年7月巾国港湾建设Ju1．．2014第7期总第197期ChinaHarbourEngineeringTotal197，No．7完全非线性波浪模型在近岸深水航道中的应用黄泰坤．一，王元战，李绍武，庞然(1．天津大学建筑工程学院，天津300072；2．中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津300222)摘要：近岸浅水区开挖深水航道造成波浪传播区域水深差异极大，势必引起波浪运动的强色散性及强非线性，用于模拟波浪传播变形的数学模型必须同时考虑两种因素的影响。建立了基于完全非线性Boussinesq方程的近岸深水航道波浪数学模型，考虑航道边坡折射、防波堤反射与绕射等因素，计算

2、了天津港口门区波浪要素分布。研究表明：浅水区深水航道及防波堤布置对波浪分布有重要影响；随入射波浪与航道角度减小，防波堤对入射波浪遮掩作用减少，进入港内波浪相对增大，但由于航道边坡的折射作用，港内最大比波高仅为0．42；直立堤反射使堤前波高可达入射波高1．3倍。研究结果可为航道布置及防波堤设计提供参考。关键词：Boussinesq方程；色散关系；完全非线性；深水航道中图分类号：U612．32文献标志码：A文章编号：2095—7874(2014)07—0004—03doi：10．7640／zggwjs201407002ApplicationoffullNonlinearwaven

3、umericalmodelonoffshoredeepwaterchannelengineeringHUANGTai—kun一。WANGYuan—zhan，LIShao—WU，PANGRan(1．SchoolofCivilEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China；2．CCCCFirstHarborConsultantsCo．，Ltd．，Tianjin300222，China)Abstract：Todredgedeepwaterchannelwithinoffshoreshoalareawillcausebigdiffe

4、renceofwaterdepthinwavepropagationregion，whichwillinducestrongdispersivityandnonlinearityofwavemotion．Theabovetwofactorsmustbetakenintoaccountsimultaneouslywhenanumericalmodelisusedtosimulatewavepropagationdeformation．BasedonfullnonlinearBoussinesqequation，weestablishedthewavenumericalmodel

5、ofoffshoredeepwaterchannel，whichtooktherefractionofchannelslope，thereflectionanddiffractionofbreakwaterintoconsideration，andcalculatedthedistributionofwaveelementsnearbytheen-tranceofTianjinPort．Theresearchresultsshowthatthedeepwaterchannelandbreakwateraffectthewavedistributiongreatlyinshoa

6、larea；thesmallertheincludedangleofincidentwavetochannel，thelesstheshelteringeffectofbreakwateragainstinci-dentwave。thehigherwaveoccurredinport．butthemaxwaveheightrateis0．42causedbytherefractionofchannelslope；Thereflectionofuprightbreakwatermakesthewaveheightinfrontofbreakwater1．3timesofthei

7、ncidentwave．Theresultswillpm—videreferencesforthedesignofbreakwaterandchannellayout．Keywords：Boussinesqequation；dispersionrelation；fullnonlinear；deepwaterchannel0引言(例如，抛物模型和缓坡方程模型等)在浅水区存近岸波浪运动受海底地形、防波堤、海岸边在偏差l31，而基于较低色散精度的弱非线性界等诸多因素影响。浅水区人工开挖深水航道所Boussin