坡度对波浪统计特征的影响研究

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随着近海工程项目的逐渐开发和建设,波浪在各种地形上的传播特性逐渐受到广大学者的关注,其中,斜坡地形是近海工程中最常见的地形,坡度对于波浪的传播具有很大的影响,而在现有研究中,关于坡度对波浪统计特征的影响的研究较少,因此,研究不同波浪在斜坡上的传播特性,明确坡度对于波浪统计特征的影响对于近海工程设计具有重要的现实意义。本文采用基于Boussinesq方程的FUNWAVE-1D模型,对不规则波在二维斜坡地形上的传播进行了数值模拟。基于现有的二维条件下斜坡地形对不规则波的影响的研究成果,模拟了波浪在不同坡度的斜坡上的传播,通过无因次化处理,对多个波浪非线性参数随坡度的变化情况进行了分析,结果表明,偏度会随着水深的减小而增大,坡度的变化会影响其变化速率,当波浪传播至浅水时,随着坡度的增大,不对称度有一定程度的减小,峰度值则会增大,而Ursell参数随着坡度变化无明显变化。同时,对波浪在不同斜坡上传播时波高的沿程变化以及波高分布进行了研究。对比了在不同坡度条件下波高分布的变化情况,结果表明,当坡度增大时,大波高发生的概率会随之增大。随后通过使用威布尔分布和联合威布尔分布对模拟波浪所得的波高分布进行拟合并给出了可用于计算的经验公式。并根据得到的经验公式计算了不同的特征波高,验证了所得公式的准确性。
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