波浪耦合模型的最终目的是在“滤波区”(见图5-2中Ω2+Ω1区域)任意指定位置能得到物理模型与数值模型时空一致同步的波浪。然而在波浪耦合实验过程中发现,有些误差是难以避免的,这些误差有些源自一阶耦合模型本身的局限性,相...[继续阅读]

    为详细研究一阶耦合模型的性能,分别对表5-1中给的规则波浪进行传递函数修正前和修正后的实验。图5-4首先定性地给出了2种典型波浪在浪高仪位置xg处数模结果与物模结果的对比。可以看出,数值模拟与物理模拟结果基本吻合,周期...[继续阅读]

    利用同一个耦合水槽考虑不规则波来验证耦合模型及传递函数修正方法的有效性,并对每一个波浪组次分别进行了不考虑和考虑传递函数修正的实验。图5-9定量地给出规则波传递函数修正前后的式 (5-3) 至式 (5-5)定义的误差的对比和对...[继续阅读]

    为了全面验证二阶耦合模型,本节考虑三种波浪:①规则波(mono-chromatic waves);②双色波波群(bi-chromatic waves);③非线性不规则波(nonlinear irregular waves),并设计如图5-13所示的三种耦合水槽。波浪从左至右传播经数值水槽达到物理水槽,造波信...[继续阅读]

    在一阶耦合模型实验中,数值模型用到的是基于三角形网格有限元法的Boussinesq方程模型。此类模型考虑波浪的弱非线性和弱色散性,将波浪的三维问题简化为二维问题,使得模型的计算成本相对低廉。然而这种模型的适应范围有限,会随...[继续阅读]

    二阶耦合模型物理模拟实验在丹麦科技大学 (Technical University of Denmark,DTU)的水力实验室2号水槽中进行。该水槽长23 m,宽0.75 m,深0.8m,一端安装一台电伺服推板式造波机,另一端配备一片抛物线断面波浪被动吸收装置。造波机由丹麦水力...[继续阅读]

    在传统的线性造波中,因为只需关心生成的波高能否达到要求,而无需考虑波浪的高阶成分,所以一般只需关注波浪的相对水深(h/L)或者波陡(H/L)条件等。但是在二阶造波理论中,除要关心生成的波高外,还应注意波浪的二阶幅值。因此本...[继续阅读]

    首先考虑规则波中水深最浅的一组波浪,图5-18比较了组次R03波浪当采用一阶耦合模型和二阶模型时,不同浪高仪位置上数值模型与物理模型波浪的对比,这组波浪对应于T=2.4 s,H=0.18m,S+＝0.94,即已比较接近于极限条件。可以看到,两种耦合...[继续阅读]

    双色波实验的布置见图5-13 (a)和图5-14。其中,数值水槽的空间分辨率为 (Nx,Nz)＝(36,9),时间步长为Δt=0.01 s,这样的最大克朗数为Cr≈0.85。对于双色波,二阶低频长波在有限的实验水槽中的传播及反射可能会使得问题变得非常复杂。这是因...[继续阅读]

    首先考虑一个不规则波在恒定水深中传播的例子,数值模型中取组次为表5-5中IR1的波浪作为入射波浪,这组波浪保持与Zhang等[172]造波实验中一样的无因次水深(kh=2.02～3.13和kph=2.06)及非线性条件(Hs/Lp＝0.023,Lp为谱峰周期对应的波长),但是...[继续阅读]