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摘要:对于海浪波高在斜坡海底的衰减问题,在实际的应用中,往往不需要求出波高衰减方程的解析解,精度适宜的数值解已足以处理较多实际问题。本文旨在利用径向基函数解决海岸动力学中海浪波高衰减方程中波高的数值解求解问题,为求解此问题探求新方法。
关键词:波高衰减;径向基函数;海底坡度;数值计算
在计算波浪在传播过程中因底摩擦力引起的正向入射波浪的波高衰减时,常假定海底是水平的,即水深h为常数。在实际的海岸浅水区,海底普遍为呈一定坡度的斜坡。若沿用水平海底的假设,计算结果常有误差。本文考虑海底坡度变化对波高衰减的影响,通过利用径向基函数进行微分方程的求解,用数值计算的结果代替解析解,并将计算结果与海底水平时的数据相比较。
在本文中,考虑波浪正向入射海岸,海底斜坡的坡度为m,在浅水区边界水深为 的位置建立坐标系。所以浅水区任意一点的水深可表达为:。
由于能量损耗引起的波高衰减可从波能流连续方程導出。在此假定波浪沿x轴单向传播,波浪能量守恒方程可写为:
结论:
径向基函数是用来计算波高衰减方程数值解的一种新的方法,可利用价值高,不失为传统计算海浪波高衰减方程数值解的一种补充。
参考文献:
[1]邹志利. 海岸动力学.第4版[M]. 人民交通出版社,2009.
[2]卓金武,李必文,魏永生,等. MATLAB在数学建模中的应用[M]. 北京航空航天大学出版社,2014.
[3]刘寅立. MATLAB数值计算案例分析[M]. 北京航空航天大学出版社,2011.
[4]任玉杰. 数值分析及其MATLAB实现[M]. 高等教育出版社,2007.
关键词:波高衰减;径向基函数;海底坡度;数值计算
在计算波浪在传播过程中因底摩擦力引起的正向入射波浪的波高衰减时,常假定海底是水平的,即水深h为常数。在实际的海岸浅水区,海底普遍为呈一定坡度的斜坡。若沿用水平海底的假设,计算结果常有误差。本文考虑海底坡度变化对波高衰减的影响,通过利用径向基函数进行微分方程的求解,用数值计算的结果代替解析解,并将计算结果与海底水平时的数据相比较。
在本文中,考虑波浪正向入射海岸,海底斜坡的坡度为m,在浅水区边界水深为 的位置建立坐标系。所以浅水区任意一点的水深可表达为:。
由于能量损耗引起的波高衰减可从波能流连续方程導出。在此假定波浪沿x轴单向传播,波浪能量守恒方程可写为:
结论:
径向基函数是用来计算波高衰减方程数值解的一种新的方法,可利用价值高,不失为传统计算海浪波高衰减方程数值解的一种补充。
参考文献:
[1]邹志利. 海岸动力学.第4版[M]. 人民交通出版社,2009.
[2]卓金武,李必文,魏永生,等. MATLAB在数学建模中的应用[M]. 北京航空航天大学出版社,2014.
[3]刘寅立. MATLAB数值计算案例分析[M]. 北京航空航天大学出版社,2011.
[4]任玉杰. 数值分析及其MATLAB实现[M]. 高等教育出版社,2007.