本文采用完全非線性Boussinesq數(shù)值模型FUNWAVE2.0模擬了水深滿足雙曲余函數(shù)的矩形港池內(nèi)(1,0)模態(tài)和(1,1)模態(tài)的橫向振蕩。受到邊緣波研究的啟發(fā),本文首先嘗試采用頻率為橫向振蕩2倍的入射波來激發(fā)港內(nèi)(1,0)模態(tài)的橫向振蕩,這被稱為次諧波共振。通過在港內(nèi)設置初始水面擾動,成功地激發(fā)了港內(nèi)的橫向振蕩。研究發(fā)現(xiàn),入射波的波高超過一定的閾值后,即使很小的初始擾動也會在次諧波共振被激發(fā)后,以指數(shù)形式增長為港內(nèi)明顯的橫向振蕩。提高初始水面擾動的大小,并不會改變橫向振蕩的峰值,只會減小橫向振蕩達到峰值所需的時間。通過小波變換,分析了港內(nèi)各個頻率的波浪能量的轉(zhuǎn)移和衰減過程。另一種可能激發(fā)橫向振蕩的方法是同頻共振,即當入射波接近橫向振蕩固有頻率時激發(fā)的橫向振蕩。通過在港池底部設置微小橫向坡度,成功地激發(fā)橫向振蕩。研究發(fā)現(xiàn),橫向振蕩是港內(nèi)橫向坡度和非線性共同作用結(jié)果,前者在港內(nèi)產(chǎn)生橫向小擾動,后者持續(xù)地將縱向振蕩的能量向橫向振蕩傳遞。在縱向坡度相同的港池內(nèi),同頻共振與次諧波共振相比,橫向振蕩激發(fā)后增長速度更快,穩(wěn)定后幅值更大。之后分析了雙曲余弦參數(shù)(?)、橫向坡度和入射波高等因素對橫... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文的研究背景及意義
    1.2 文獻綜述
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
2 數(shù)學模型和港灣振蕩的理論解
    2.1 FUNWAVE2.0模型簡介
        2.1.1 Boussinesq方程發(fā)展歷程
        2.1.2 FUNWAVE2.0 控制方程
        2.1.3 數(shù)值方法
        2.1.4 造波方法
        2.1.5 海綿層
        2.1.6 邊界條件
        2.1.7 數(shù)值模擬過程
    2.2 模型的驗證
        2.2.1 實驗簡介
        2.2.2 波高驗證
    2.3 雙曲余弦型水深港池振蕩理論解
        2.3.1 控制方程及邊界條件
        2.3.2 縱向振蕩理論解
        2.3.3 橫向振蕩理論解
3 雙曲余弦型水深港池（1,0）模態(tài)的次諧波共振
    3.1 引言
    3.2 數(shù)值實驗方案
        3.2.1 模型設置
        3.2.2 初始波面
    3.3 數(shù)據(jù)處理方法
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 縱向坡度
        3.4.2 入射波波高
        3.4.3 初始擾動及其增長模式
        3.4.4 次諧波振蕩的模態(tài)
    3.5 小結(jié)
4 雙曲余弦型水深港池（1,0）模態(tài)的同頻共振
    4.1 引言
    4.2 數(shù)值實驗方案
        4.2.1 模型設置
        4.2.2 地形擾動
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 縱向坡度對橫向振蕩的影響
        4.3.2 橫向坡度對橫向振蕩的影響
        4.3.3 入射波波高對橫向振蕩的影響
    4.4 小結(jié)
5 雙曲余弦型水深港池（1,1）模態(tài)的同頻共振
    5.1 引言
    5.2 數(shù)值實驗方案
        5.2.1 模型設置
        5.2.2 港池底部的擾動
    5.3 數(shù)據(jù)處理方法
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 縱向坡度對橫向振蕩的影響
        5.4.2 橫向坡度對橫向振蕩的影響
        5.4.3 入射波波高對橫向振蕩的影響
    5.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間學位發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]港灣共振研究綜述[J]. 王崗,高俊亮,王培濤,鄭金海,董國海.  海洋學報. 2017(11)
[2]港口效率的影響因素及評價指標體系[J]. 吳國強,汪原也.  港工技術. 2013(01)
[3]Boussinesq方程的研究進展[J]. 王錦,周正萍.  水運工程. 2011(12)
[4]南海北部沿岸海洋站的假潮[J]. 夏綜萬,林少奕,王永信,麥紹鈞,張俊峰.  海洋與湖沼. 2002(01)
[5]小長山港內(nèi)港灣假潮變化的基本特征[J]. 李坤平,陳則實.  黃渤海海洋. 1999(03)
[6]龍口港內(nèi)港灣振動的概要特征[J]. 王興鑄,李坤平,余宙文.  海洋湖沼通報. 1986(02)

博士論文
[1]近岸低頻波浪的Boussinesq模擬[D]. 馬小舟.大連理工大學 2006



本文編號：2914596