珊瑚礁-潟湖-裂口系统波浪传播变形及波生环流试验研究

作     者：张起铭 

作者单位：长沙理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚宇

授予年度：2020年

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：珊瑚礁 潟湖 裂口 港池试验 波浪传播变形 波浪增水 波生流 

摘      要：珊瑚礁广泛分布于热带和亚热带浅海,珊瑚礁不仅给人类带来丰富的生态资源和旅游资源,它具有重要的海岸防护功能,开展珊瑚礁-潟湖-裂口系统的波浪传播变形以及波生环流的研究,不仅对于珊瑚岛礁水动力学具有重要科学意义,也可为今后珊瑚礁岛礁的开发、利用和保护提供积极参考。国内外文献中对与此类珊瑚礁-潟湖裂口系统的物理试验研究主要集中在一维（1DH）波浪水槽中进行,忽略了波浪沿岸方向的影响。为了更加深入地了解珊瑚礁-潟湖裂口系统中的波浪的传播变形规律,以及增水和波生流变化规律,本研究基于现场概化的物理模型,在规则波、不规则波两种波况下进行了一系列试验。本次研究首先分析了礁坪,潟湖,裂口位置的波高分布、波浪谱演变,以及礁后岸滩上的波浪爬高,研究了不同入射波高、波周期以及礁坪水深对波高,爬高的影响。发现了两种共振模式,用于解释珊瑚礁-潟湖裂口系统中的低频长波变化规律。随后,分析了波浪增水和波生流的向岸、沿岸变化规律,分析了入射波高、波周期以及礁坪水深对波浪增水和波生流的影响。对礁坪上的波浪增水和波生流进行了无量纲分析,并与其他学者的实验室数据进行了比较。最后参考前人提出的准二维理论模型并进一步进行了改进,发现改进后的准二维（2DH）理论模型可以很好地预测试验测量的结果,并进一步证明了水平环流模式存在于珊瑚礁-潟湖-裂口系统。