规则波在岛礁浅海区传播的数值模拟

魏泽，王星，刘小龙

(中国船舶科学研究中心，江苏 无锡 214082)



规则波在岛礁浅海区传播的数值模拟

魏泽，王星，刘小龙

(中国船舶科学研究中心，江苏 无锡 214082)

针对岛礁浅海区的复杂地形和波浪环境，通过求解Boussinesq方程，结合区域源造波法，对规则波的传播和演化进行数值模拟,数值计算结果与已有模型试验对比表明,监测点波高计算值与模型试验值总体吻合较好。采用数学插值方法，建立岛礁实际复杂地形的数学模型，对岛礁实际波浪环境进行预报，能够为岛礁浮式平台设计提供波浪环境输入。

岛礁浅海区；Boussinesq方程；波浪传播

深远海发展不仅需要深海油气开采装备技术，还需要建设提供后勤、安全等的综合保障基地。该类型综合保障基地依托岛礁和浅滩进行布置，长期作业于海上，处于风、浪、流、温度和腐蚀等复杂条件联合作用下。其中，波浪载荷是其最主要、最复杂、持续作用时间最长的外界载荷。由于岛礁地形非常复杂，加上海洋波浪运动具有不规则性和非线性特征，精确模拟波浪的折射、绕射、反射、破碎、浅水变形及其综合影响难度很大。

以Boussinesq方程为基础建立的数学模型能够描述波浪在缓变地形和定常水深中的很多变形情况，如非线性、频散、辐散、线性和非线性浅化、多向传播、绕射、地形引起的折射、流影响下的折射、谐波，等，该模型不将入射波和反射波截然分开，可以考虑地形、建筑物和非线性的综合作用，因此，被广泛应用于求解近岸复杂工程区域波浪场[1-6]。……