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代表性成果1 复杂海底地形上波流非线性互制机理
发布人: 港航院     发布时间: 2020-04-07     访问次数: 311
代表性成果1
复杂海底地形上波流非线性互制机理
代表性成果2
多尺度多因子耦合的河口海岸动力地貌演变数值模拟方法
代表性成果3
海岸动力地貌演变与新型港航海岸工程的互馈响应机制

连续沙波地形上的波流相互作用机理

设计开展了147组波流水槽试验,应用多重尺度摄动解析,发现在相对水深0.6~1.0和弗罗德数0.24~0.31的范围内,亚临界水流经过连续沙波地形时会激发逆流行进波这一自然现象,阐明逆流行进波的波形产生与成长机制是基于沙波和波相位逆流传播的两个波组成的三波共振组合与地形上部水流流速接近共振波的极限流速条件的联合作用。

  

图1.1.1 逆流行进波试验水槽(左)、测量设备布置(中)与实测现象(右)


图1.1.2 逆流行进波幅随流速变化(左)、波周期分布(中)与波幅空间分布(右)

图1.1.3 逆流行进波的产生与成长机制示意


实验室中证实了第三类波浪布拉格超(次)谐波共振的存在并阐释其激发条件,发现共振分别激发倍频透射波和倍频反射波,透射和反射系数与入射波陡呈线性正相关。

 

图1.1.4 第三类布拉格共振的水槽试验及正弦地形布设


  图1.1.5 第三类超谐波布拉格共振透射系数随入射波波数变化(左)与透射波沿程演化(右)


揭示了沙坝地形上强非线性波浪的波形系数(1/20~1/8)和波峰面坡度(0.1~0.8)显著偏离理论值且与厄塞尔数呈线性和指数型关系,诠释了波浪变形产生的波生流时均压强梯度是引起底部边界层余流“层内向岸、层外离岸”和“浅化区向岸、破波区离岸”形态转化的成因。

图1.1.6 波形系数的沿程变化及其与厄塞尔数的关系


图1.1.7 波峰面坡度的沿程变化及其与厄塞尔数的关系

     

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