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论文类型：期刊论文

发表时间：2016-07-04

发表刊物：哈尔滨工程大学学报

收录刊物：EI、PKU、ISTIC、CSCD、Scopus

卷号：37

期号：8

页面范围：997-1002

ISSN号：1006-7043

关键字：Boussinesq水波方程;计算速度;色散性;非线性;和差频;速度剖面

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。