适合极端深水的双层高阶Boussinesq水波方程

• 作者: 刘忠波 孙昭晨 房克照
• 来源期刊: 哈尔滨工程大学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: Boussinesq水波方程 计算速度 色散性 非线性 和差频 速度剖面
• 年，卷（期）: 2016,（8）
• 页码范围: 997-1002
• 页数: 6页
• 分类号: O353.2
• 字数: 4185字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11990/jheu.201603065

摘要

为精确描述深水强非线性波浪运动，本文推导了适用于极端水深、具有高精度色散和非线性特征的双层Boussinesq水波方程。首先把流体虚拟地划分为上下两层，对上下两层的速度势分别在静水面处和交界面处沿水深做泰勒展开，任一点速度可用此两处速度表达；其次在两层流体的中间水深位置上选择速度变量，进一步用两个计算水平速度矢量和两个垂向速度分量取代它们，依此速度表达流场内任一水深处的速度；最后结合自由表面的运动学方程和动力学方程、交界面上速度相等以及海底边界条件，推导了双层高阶Boussinesq水波方程。对该方程进行傅立叶分析，方程色散关系式为Padé（18，20），当分层位置为0．12倍静水深时，该方程具有非常优良的线性和非线性性能。在1％误差下，相速度适用水深可达kh＝210，沿水深的速度剖面分布最大适用水深可达kh＝114，二阶和差频最大适用水深可达kh＝103。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘忠波	大连海事大学交通运输管理学院	37	190	8.0	12.0
4	孙昭晨	大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室	133	867	15.0	20.0
8	房克照	大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室	33	175	8.0	11.0