風(fēng)與浪相互作用特征量的研究.pdf

1、本文通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室風(fēng)浪槽中觀測(cè)風(fēng)浪和風(fēng)浪波面上方風(fēng)速廓線，實(shí)驗(yàn)研究粗糙度與風(fēng)浪特征量關(guān)系、風(fēng)浪波面上方風(fēng)速結(jié)構(gòu)以及風(fēng)浪特征量的無(wú)因次化問(wèn)題。 近幾年的大量觀測(cè)研究表明，隨著風(fēng)浪波齡的增大，粗糙度減小。但是粗糙度隨波齡變化的觀測(cè)結(jié)果存在差異，且部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)散落程度較大。實(shí)驗(yàn)觀測(cè)目前是探索風(fēng)與浪相互作用機(jī)制的重要方法，在實(shí)驗(yàn)室風(fēng)浪槽中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可控制實(shí)驗(yàn)條件，且風(fēng)速較之海上穩(wěn)定，無(wú)涌浪和地形的影響。本文通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)室風(fēng)浪觀測(cè)結(jié)果，研究粗

2、糙度與風(fēng)浪特征量之間的關(guān)系研究粗糙度與風(fēng)浪特征量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隨著譜寬度的增大，粗糙度呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。在窄譜時(shí)，粗糙度隨譜寬度的增加變化不明顯，當(dāng)波陡降低，粗糙度降低；但在寬譜時(shí)，當(dāng)譜寬度增加時(shí)，粗糙度呈現(xiàn)明顯的增大趨勢(shì)，所以在譜寬度的影響下，即使波陡降低，粗糙度仍可增大。這一結(jié)果表明，波陡不足以完全決定粗糙度。當(dāng)風(fēng)浪波齡增加，粗糙度呈下降趨勢(shì)，但由于譜寬度對(duì)粗糙度的影響，當(dāng)波齡增加，部分波浪可有較大的粗糙度。對(duì)目前粗糙度與波齡關(guān)系的觀測(cè)結(jié)

3、果中部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)的散落問(wèn)題提出了一種解釋。 波面上方的風(fēng)速分布的研究大都是利用機(jī)械造波，把波面視為簡(jiǎn)單波動(dòng)，將風(fēng)速分為平均速度、波生速度、湍流速度的方法進(jìn)行。但真實(shí)的風(fēng)浪波面并非簡(jiǎn)單波動(dòng)，使用上述處理方法不能反映真實(shí)風(fēng)浪上方風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)。本文通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)室風(fēng)浪觀測(cè)結(jié)果，從風(fēng)浪波面上方風(fēng)速結(jié)構(gòu)方面研究風(fēng)與浪相互作用，發(fā)現(xiàn)風(fēng)速起伏程度隨著風(fēng)速測(cè)點(diǎn)高度的增大而減小，說(shuō)明距離波面越近，風(fēng)速受波面的影響越大，隨著離波面距離的增大，風(fēng)速受波面的影

4、響逐漸減??；風(fēng)速混亂程度隨著波陡的增大而增大，風(fēng)速混亂程度隨著粗糙度的增大而增大，并由風(fēng)浪成長(zhǎng)理論對(duì)該現(xiàn)象提出了一種解釋?zhuān)挥蓪?shí)驗(yàn)結(jié)果得到風(fēng)浪波面上方風(fēng)速分布，發(fā)現(xiàn)其與正態(tài)分布基本符合，略微右偏，由波面特征對(duì)風(fēng)速分布曲線的右偏現(xiàn)象提出了一種解釋。 本文由觀測(cè)到的風(fēng)速廓線得到摩擦風(fēng)速、10米高度處風(fēng)速以及其它固定高度處風(fēng)速，研究各種風(fēng)速對(duì)風(fēng)浪特征量無(wú)因次化結(jié)果，比較各種風(fēng)速無(wú)因次化結(jié)果中數(shù)據(jù)點(diǎn)的散落程度，發(fā)現(xiàn)使用摩擦風(fēng)速無(wú)因次化結(jié)果