【摘 要】
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直立墙前波高空间分布指波浪入射直立墙后,直立墙前各空间位置（坐标）的波高分布情况。当波浪传递至近岸时,由于地形变化和建筑物阻挡,波浪发生折射、反射、绕射以及破碎现象,反射在其中是被讨论的重点对象。实际波浪往往是不规则而具有多向性的,因此相比于规则波,单向不规则波和多向不规则波更符合天然波浪的特性。直立墙式建筑物作为港口外堤建筑物的重要表现形式,在近海、近岸工程布置中较为常见。因此在直立墙前沿水域的
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直立墙前波高空间分布指波浪入射直立墙后,直立墙前各空间位置（坐标）的波高分布情况。当波浪传递至近岸时,由于地形变化和建筑物阻挡,波浪发生折射、反射、绕射以及破碎现象,反射在其中是被讨论的重点对象。实际波浪往往是不规则而具有多向性的,因此相比于规则波,单向不规则波和多向不规则波更符合天然波浪的特性。直立墙式建筑物作为港口外堤建筑物的重要表现形式,在近海、近岸工程布置中较为常见。因此在直立墙前沿水域的海洋工程的设计过程中,需要确定直立墙建筑物与外来波浪的作用形成的直立墙前波高平面分布特征。综上所述,研究不规则波经历反射、叠加作用在直立墙建筑物前的空间分布情况具有重要的意义。为了对直立墙建筑物前波浪入射后形成的波高空间分布情况进行准确的描述,本文基于Boussinesq方程,构建等水深波浪反射数值试验水池,模拟等水深直立墙前沿水域单向不规则波、不同主波向的多向不规则波,通过对测点的波面历时数据进行统计得到特征波高,并对其空间分布进行深入的对比分析,给出波腹、波节的位置分布公式,进而对不同入射波谱参数、非线性参数与波高空间分布的关系进行深入探讨,主要包括以下方面工作:（1）在等水深数值波浪水池开展了规则波和不规则波传播数值模拟及精度验证,波高历时曲线与理论值相符,传播过程中未发生明显衰减现象。而后选择有精确的物理模型实验值的实地形进行建模,验证了所建立的近岸海域地形下波浪数学模型的可靠性,该模型可应用于直立墙前沿水域不规则波平面分布特征的数值试验研究。（2）对单向不规则波入射直立墙后,直立墙前的波高空间分布的规律进行了研究和探讨,对直立墙反射中的不规则波特征进行了表征,确定了直立墙前波高平面空间分布曲线的一般性特征:直立墙前波高平面空间分布曲线在直墙上达到最高点,并随着离墙距离的增大不断波动,这个波动的趋势也随着离墙距离的增大不断变小;波腹和波节分布均匀,波腹间距或波节间距等于曲线的特征波长Lf;曲线第四个波腹及距离直立墙更远处,可将直立墙前波高平面空间分布曲线视为直线,即离墙距离达到一定值,空间上的比波高趋于各点比波高的平均值;（3）本文使用四种入射波周期对应的波长描述空间距离,绘制波高空间分布曲线,并对四种直立墙前波高平面空间分布曲线进行对比分析,明确了入射波谱峰周期TP对应的当地水深波长LP与直立墙前波高平面空间分布曲线存在直接关联,曲线的特征波长Lf=（1/2）LP;使用LP作为入射波长对曲线进行讨论时,不规则波的波腹、波节的分布位置与规则波直立墙完全反射的形成的驻波中波腹、波节的分布位置吻合;（4）针对直立墙前波高平面空间分布曲线的波动程度ΔH,本文对多种入射波因素与直立墙前波高平面空间分布曲线进行了关联性分析。阐明了谱峰尖度因子γ、波坦L/H和直立墙前波高平面空间分布曲线的波动程度ΔH存在相关性关系。谱峰尖度因子γ越大,直立墙前波高平面空间分布曲线的波动程度ΔH越大;波坦L/H越大,直立墙前波高平面空间分布曲线的波动程度ΔH越大。但不改变直立墙前波高平面空间分布曲线的总体趋势;（5）对多向不规则波入射直立墙后,直立墙前的波高空间分布的规律进行了研究和探讨。数学模型中考虑了基于方向谱的多向不规则波,对不同入射主波向的多向不规则波进行数值试验。结果表明,当入射波主波向为正向入射时,在直立墙前两个LP内,波高空间分布曲线的总体规律保持与单向不规则波波况得到的结果一致;在将主波向相对造波线垂直法线的角度作为影响因素时,直立墙前波高平面空间分布曲线在垂直远离直立墙1/（2cosθ）LP的距离内存在波腹和波节的分布规律。
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