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三层流体界面内波的二阶Stokes解被引量：14: 2005年; 以小振幅波理论为基础,利用摄动方法研究了三层密度成层状态下的界面内波,求得了三层成层状态下各层速度势的二阶渐近解及界面内波波面位移的二阶Stokes解.结果表明一阶解为正弦波解,与传统线性理论的结果相一致;二阶解描述了界面波的二阶非线性修正及两界面波之间的非线性相互作用;一阶解及二阶解都依赖于各层流体的厚度及密度.Umeyama导出的理论结果为本文的特殊情形.; 陈小刚宋金宝孙群; 关键词：内波

改进的二维数值波浪水槽在波浪破碎中的应用被引量：3: 2008年; Song和Banner(2002,简称SB02)利用二维数值波浪水槽(Drimer和Agnon开发,并被Segre改进,简称DAS)研究了深水及中等水深下波群破碎,并依据波群内部能量调制和演变特性提出一个新的波浪破碎阈值.本文利用两个DAS改进模型对SB02的波浪破碎结果进行检验和比较,并研究底面斜坡坡度对SB02破碎判据的影响,其中第一个改进模型(简称MDAS1)修正了DAS中某些积分的计算错误,第二个改进模型(简称MDAS2)在自由表面上用三阶元取代原来的线性元.研究表明:MDAS1和DAS的结果非常一致;而MDAS2和MDAS1相比,波浪临界破碎时的造波板振幅、破碎时刻和局部能量极大值的最大平均变化率δmax都会发生变化,但MDAS2仍然符合SB02提出的破碎阈值.由MDAS1模拟中等水深下波群在坡度为1∶500、1∶300、1∶150和1∶100斜坡上的破碎结果表明:随着斜坡变陡,波群的局部能量极大值μ增大,δmax在临界非破碎情况下微弱变小,在临界破碎情况下急剧增大,SB02提出的破碎阈值在中等水深下坡度小于1∶100的斜坡上仍然有效.; 何海伦宋金宝李爽; 关键词：数值波浪水槽边界元方法波浪破碎

有流存在时三层流体界面波的二阶Stokes波解被引量：8: 2007年; 以小振幅波理论为基础,利用摄动方法研究了有背景流场存在时密度三层成层状态下的界面内波,得到了各层流体速度势的二阶渐近解及界面内波波面位移的二阶Stokes波解,并讨论了界面波的Kelvin-Helmholtz不稳定性.结果表明:有流存在的情况下三层密度成层流体界面内波的一阶渐近解(线性波解)、频散关系及二阶渐近解不仅依赖于各层流体的厚度和密度,也依赖于各层流体的背景流场;界面内波波面位移的二阶Stokes波解不仅描述了界面波之间的二阶非线性相互作用,也描述了背景流与界面波之间的二阶非线性相互作用;当每层流体的水平流速均为零时,所得到的渐近解是一个特例;对于给定的波数k(实数),界面波可能会出现Kelvin-Helmholtz不稳定性.; 庞晶陈小刚宋金宝; 关键词：界面波均匀流 KELVIN-HELMHOLTZ不稳定性

二维水槽中岩石坠落激发表面波的生成机制被引量：2: 2009年; 针对二维水槽中岩石坠落激发表面波的生成机制进行数值和实验室研究,其中数值模型使用边界元方法求解完全非线性势流函数,实验室研究测得不同时刻的波面位移并用于检验数值模型.研究表明,数值结果和实验结果比对良好,这种基于势流函数理论的数值模型能够有效模拟水中岩石坠落激发表面波的生成过程.进一步数值研究了生成波最大位移随岩石大小、密度、初始位置和下落角度的变化,结果发现:岩石大小和密度对生成波最大位移的影响非常重要,而岩石初始位置和下落角度对生成波最大位移的影响较为显著.当岩石大小变大,密度变大,岩石初始位置更靠近水面或下落角度更偏离垂直方向时,生成波最大位移增大.此外,数值研究表明,利用水中岩石坠落可以给出水槽中生成破碎波的新方法.; 何海伦刘永军莫军宋金宝; 关键词：边界元方法波浪破碎

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国家杰出青年科学基金(40425015)