一、平台高程与宽度对不规则波爬高的影响（论文文献综述）
刘二利,耿宝磊,齐作达[1]（2022）在《防波堤及护岸越浪研究综述》文中指出近年来防波堤越浪方面的相关研究,分别在越浪影响因素、越浪量计算公式推导论证、越浪数值模拟与越浪量标准4个方面进行归纳总结。已有成果表明:1)越浪影响因素的研究多是集中于常规因素,包括波高周期,堤顶高程,坡肩宽度,护面块体,而对水流、风速、波浪谱以及水的性质等其他因素研究相对较少;2)越浪量计算公式研究中主要集中在影响越浪量因素和越浪量公式比选以及公式推导3个方面;3)在数值模拟方面,研究多以RANS方程、RNG k-ε的湍流模型、VOF方法为基础,运用FLUENT等成熟软件对越浪过程进行模拟或进行越浪量预测,神经网络等机器学习算法也越来越多地使用在越浪量的数值模拟中;4)随着以上研究的深入,越浪标准也开始逐步完善,适用性得到了一定加强。
王盟,曹春顶,贾东远[2]（2021）在《海堤多级平台消浪效果研究》文中研究指明为研究海堤遭遇风暴潮侵袭时迎浪面多级平台对波浪的消减效果,采用RNGκ-ε模型模拟紊流,VOF法追踪自由表面,建立三维风浪流耦合模型并与物理模型试验结果对比验证模型的可靠性,利用经验证后的数学模型模拟不规则波在多级平台上的运动和越浪过程,分析了平台级数、宽度对越浪量的影响,提出相同波要素在直立堤上纵向波浪高度与横向消浪平台合理尺度的定量关系及波浪运动过程中海堤多级平台表面压力分布情况。成果已应用于广州市南沙区灵山岛尖北段超级海堤工程中,经过数次风暴潮检验证明达到了预期效果,可为海堤多级平台设计提供参考。
胡原野,王收军,陈松贵,柳叶,王家伟,田昀艳[3]（2021）在《基于随机森林的复坡堤越浪量预测研究》文中进行了进一步梳理针对复坡堤越浪量的计算问题,提出了采用随机森林算法预测越浪量的方法。首先,通过对欧洲CLASH数据集进行筛选,挑选出符合复坡堤越浪量预测的数据;其次,对数据做无量纲化处理,建立以随机森林为基础的复坡堤越浪量预测模型,并通过网格搜索（GridSearchCV）方法对模型进行调参以改善模型的性能;最后,利用决定系数R2来评估模型的精度,并将随机森林模型与集成神经网络模型做了预测能力的对比,同时还给出了随机森林模型各个特征参数对预测精度的重要性。结果显示,随机森林模型的决定系数为92.7%,集成神经网络模型的决定系数为87.7%,表明随机森林模型对越浪量具有更强的学习和预测能力。通过对特征重要性的分析,墙顶高程对模型预测精度的影响最大,堤顶高程次之,堤脚宽度影响最小。
汤修潮[4]（2021）在《基于神经网络的斜向波和多向波越浪量预测研究》文中研究表明我国具有很长的海岸线,有很多海岸会受到海浪、潮流的侵蚀与损害,防波堤和护岸结构的建立可以承受海浪的侵害,并且保护堤后的建筑物,确定合适的堤防工程的堤顶高程十分重要。而越浪量是确定堤顶高程的主要指标,准确计算堤顶越浪量,对保证堤防堤工程的安全性、经济性及观赏性具有重要意义。而海洋环境情况又十分复杂,近海堤防的越浪量由于受到各种复杂因素的影响,表现为非线性过程,而且因素之间相互影响,关系也很难确定。近年来,信息技术特别是人工智能技术的发展,为越浪量的预测和计算提供了新思路。目前关于越浪量的预测研究中,大多针对单向波或正向入射的情况,而实际波浪为多向不规则波浪,并且存在斜向作用情况,目前这方面研究仍有很大不足。因此,本文采用神经网络建立斜向和多向不规则波在不同型式结构上的越浪量预测方法。本研究总结了前人的研究成果,收集了大量的多向波和斜向波的越浪量资料,建立了斜向波和多向波越浪量神经网络数据集。利用BP神经网络模型分别针对直立堤和斜坡堤建立了斜向和多向不规则波的平均越浪量预测模型。模型中采用Adam算法作为搜索网络权重值最优参数的算法,Tanh函数作为神经元的激活函数,Dropout法抑制BP神经网络的过拟合问题,并分析调整相关参数对神经网络模型进行优化改进。利用建立的越浪量数据集对模型进行训练,并对BP神经网络模型预测的精确度及泛化能力进行了对比验证。最终结果表明本研究搭建的神经网络可以很好的预测多向不规则波或斜向波浪在直立堤和斜坡堤上的平均越浪量,而且模型在预测准确率和泛化能力上都高于经验公式及Eur Otop神经网络计算工具。该越浪量模型具有一定的便捷性、准确性,适用于斜坡堤和直立堤在多向波或斜向入射波浪作用下越浪量的预测,为海岸工程建设提供一定依据和帮助。
谭安平[5]（2020）在《规则波和不规则波在珊瑚礁上防波堤爬高的数值模拟和特征分析》文中认为随着海洋资源的争夺日益加剧,岛屿的建设和发展,岛礁附近波浪的传播和变形成为迫切需要解决的热点问题。珊瑚礁在我国南海有广泛分布,珊瑚礁海岸的地形条件和普通的近岸地形条件不甚相同,其主要地形特点是极其陡峭的礁前斜坡和一段长礁坪。以往对岛礁地形的研究多为礁缘、礁坪处的线性波和不规则波的波浪变形和破碎,而对非线性波和岛礁上波浪变形后的爬高研究较少。此前在南沙人工岛建设中,就引起过防波堤设计水位和设计波高明显偏小的严重问题。因此,研究珊瑚礁地形上防波堤波浪爬高有重要的现实意义。本文基于FLOW-3D软件,采用边界条件法造波,使用海绵层阻尼法进行消波,建立了二维数值波浪水槽及珊瑚礁地形波浪爬高模型,模拟不同珊瑚礁地形上规则波和不规则波波浪传播和防波堤的爬高过程,分析了珊瑚礁地形防波堤的波浪爬高与平坦地形防波堤的波浪爬高差异,分析了珊瑚礁地形上不同位置防波堤的波浪爬高的规律,分析了规则波与不规则波爬高的关系。论文的主要工作与结论如下:（1）基于建立的数值水槽,对非线性波在珊瑚礁地形上的破碎进行数值模拟,与物理实验比较表明:本试验结果的吻合度较高,模拟的礁前斜坡的反射波、破碎过程中各处的波高与物理实验结果基本一致。（2）通过数值模拟,对珊瑚礁地形防波堤的波浪爬高与平坦地形防波堤的波浪爬高进行了对比分析。结果表明:由于珊瑚礁地形的特殊性,质点速度、沿程波高和防波堤爬高与平坦地形情况相差较大,珊瑚礁地形波浪爬高不能按照常规地形防波堤波浪爬高方法计算。（3）通过不同地形、不同波况、不同防波堤位置的防波堤波拉爬高数值试验,对珊瑚礁地形上防波堤波浪的爬高进行评估分析。结果表明:当波高较小时,防波堤位置并不影响波浪在防波堤上的爬高;当波高较大时,在离礁前缘距离较近的防波堤,波浪爬高很大。随着礁坪上防波堤离礁前缘距离的增大,波浪爬高先明显下降,之后趋于稳定,在距礁前缘约一个深水波长处的防波堤爬高已显着减小,波高越大趋势越明显。（4）分析得到珊瑚礁地形上规则波与不规则波爬高的关系。在规则波波高与不规则波有效波高相同条件下,不规则波13%累计率爬高比规则波爬高明显小,不规则波4%累计率爬高与规则波的爬高较为接近,仅略偏小。1%累计率爬高约为4%累计率爬高的1.1倍。综上,本文基于FLOW-3D软件建立了珊瑚礁地形上波浪传播和防波堤爬高的数值模型,得到了对珊瑚礁地形上防波堤波浪爬高规律,成果可为珊瑚礁地形上防波堤建设提供科学依据。
邹学锋[6]（2020）在《红树林区域的波浪传播数学模型和消波特性研究》文中指出波浪在红树林区域传播时的水动力特性是个十分复杂的问题,该问题研究对于近海、海岸工程和海岸生态恢复具有重要的理论意义和应用价值。目前红树林区域的波浪传播数学模型和消波特性研究存在以下问题:在数学模型中,针对红树林生长区域地形上的波浪破碎时的湍流运动规律鲜有考虑,忽略了不同孔隙率下的多孔介质对水流的“挤压”的作用。在红树林消波特性方面,红树林区域对波浪破碎、非线性波浪的影响和红树林多孔介质效应的认识还有待提高。本文基于Navier-Stokes方程、两相k-ωSST湍流模型开展岸礁地形下波浪传播与破碎的两相湍流波浪数值模拟研究,基于多孔介质理论和拖曳力、惯性力原理开展红树林区域波浪传播控制方程和数学模型研究,通过数值试验对比红树林全水波浪模型与多孔介质波浪模型的模拟精度;深入探讨红树林区域对波浪破碎、非线性波浪的影响和红树林多孔介质效应。本文研究内容和工作成果如下:（1）基于Navier-Stokes方程、两相k-ωSST湍流模型开展岸礁地形波浪传播与破碎的两相湍流波浪数值模拟研究。模型考虑了波浪的湍流脉动特性,采用两相的k-ωSST湍流模型,考虑了水、气混合的密度的变化,解决了以前的单相模型中波浪动能过度产生的问题。以流体体积法（VOF）捕捉波浪自由面、在入口处使用速度边界造波、主动吸收反射波浪,在出口处通过加入校正速度边界实现主动消波。数值模拟较好体现了岸礁地形下破碎带的湍流动能主要集中在波峰位置,破碎后则主要集中在水面附近,波浪破碎前后因非线性及破碎作用引起的波能在谐波之间进行传递的过程等特征,提高了波浪在岸礁地形上的波高、增减水的模拟精度。（2）基于多孔介质和拖曳力、惯性力原理得到红树林区域的波浪传播控制方程,建立了红树林区域的波浪传播数学模型。该模型通过孔隙率描述红树林多孔介质的空间分布,以达西流速代替实际流速处理交界面处质量和动量不连续的问题;以拖曳力和惯性力的方式体现红树林区域对波浪的动力学作用,以两相的k-ωSST湍流模型表达红树林对波浪的消浪、破碎作用中的湍流运动。对不同的波浪条件、地形和红树林的多种工况进行了验证,表明该模型对于不同类型的波浪在红树林区域的传播与衰减问题上有较好的模拟结果。在水深变浅,波高较大的情况下,波浪在红树林区域发生破碎,湍流影响显着,考虑湍流效应的模型具有更好的适用性。破碎后的波浪经过红树林区域时,波浪的非线性程度加剧,惯性力也成为影响模型对波高模拟结果的重要因素之一,影响程度随红树林的密度的增大而加强。（3）对比分析了红树林全水波浪模型与多孔介质波浪模型的模拟精度。比较表明,基于多孔介质的红树林消浪数学模型考虑红树林区域对水流的“挤压”现象及红树林枝干对水流的反射作用的影响,更好模拟红树林区域前端的壅高增大与反射波、区域内的波高衰减、区域后的爬坡减小。当红树林的分布密度增大时,多孔介质的红树林消浪模型的模拟精度明显高于全水红树林消浪模型。（4）从红树林区域对波浪破碎、非线性波浪的影响和红树林多孔介质效应方面深入探讨红树林的消波规律。红树林区域改变了波浪的破碎特征,其变化程度受入射波要素和红树林分布情况影响。波浪破碎后大量的波能向高阶谐波传递,红树林区域对高阶谐波的削减能力更强。在红树林多孔介质效应的影响下,波浪在红树林区域前端的反射作用加强,经过红树林区域时的衰减程度更大。红树林区域对破波后波浪的削减作用减小,但能极大地减少近底层回流的平均流速,减轻破碎带内的冲刷作用。（5）本文以开源Open FOAM为开发平台,编制了基于多孔介质的Navier-Stokes方程、两相k-ωSST湍流模型的红树林区域波浪传播数学模型的计算程序。与十余工况的物理模型试验对比表明该计算程序的计算结果与物理模型吻合良好。本文建立的岸礁地形波浪传播与破碎的两相湍流波浪数学模型、多孔介质的红树林区域波浪传播数学模型提高了数值模型的计算精度,从红树林区域对波浪破碎、非线性波浪的影响和红树林多孔介质效应方面探讨提高了红树林消波规律的认识。研究成果可应用于红树林的水动力特性的理论研究和海岸地区波浪的防灾减灾的应用研究。
肖帅[7]（2020）在《多阶亲水平台护岸水动力特性数值试验》文中认为亲水型护岸是当前海岸工程中的热点问题之一,与传统型式的护岸结构相比,亲水型护岸在保证防浪消浪、保护岸线等基本功能的前提下,更加注重满足人们对于亲水的需要。现阶段护岸的亲水性设计一般是采用斜坡式护岸,或布置消能效果明显的护面块体、潜堤等辅助结构,来降低护岸的堤顶高程,从而拉近人们与水面的距离,以达到亲水的效果。然而这些护岸型式为满足堤后陆域设施的安全要求,在实际工程应用中护岸顶仍需距离水面一定高度,导致亲水效果大打折扣。本文在分析多个亲水型护岸工程实例的基础上,提出一种带有多阶亲水平台的护岸型式,并在设计平台高程时允许发生越浪,从而大幅提高护岸型式的亲水性能。本文基于开源计算流体力学（CFD）软件OpenFOAM,建立了二维波浪数值水槽模型,对多阶亲水平台护岸发生越浪时亲水平台上的水动力特性进行了数值研究。将二维波浪水槽的数值模拟结果与理论分析结果进行对比,拟合结果良好,表明数学模型可以很好地模拟所需波浪的波高、波长和周期等波要素。应用所建立的数学模型分别对不同水位情况下,两阶亲水平台上的水动力特性进行研究,通过对亲水平台上的波浪增水、越浪打击距离、越浪影响范围、波浪流速等的数值计算结果进行分析,讨论了波浪周期和平台相对高度对不同亲水平台上的波浪增水沿程分布、越浪打击点、越浪影响范围、最大流速沿程分布、连接两阶亲水平台间的阶梯踢面上受到的动压力等的影响。最后通过对本文所设计的多阶亲水平台护岸的亲水性能和安全性能进行了讨论,并对该护岸结构型式提出了优化建议。
徐进[8]（2020）在《桩柱在斜向和多向波作用下的水动力特性研究》文中研究表明随着陆地资源开发的日益饱和,人类越来越重视海洋的开采和利用。为了更加有效的利用海洋资源,大量的海洋建筑物被修筑。而这些海洋建筑物中多以桩柱作为其基础结构,因此如何保证桩柱结构的安全稳定得到了人们的广泛关注。本研究采用OceanWave3D和OpenFOAM的耦合模型,模拟桩柱在斜向波和多向波作用下的水动力特性。首先,对比了不同波向角的规则波作用下,桩柱周围自由液面、表面波浪爬高、所受荷载的不同。系统分析了规则波以不同波向角入射时,作用在桩柱上的荷载和群桩系数随KC数和相对桩距的变化规律。此外,研究了多向非规则波的主方向对桩柱表面波浪爬高的影响,并系统分析了方向分布宽度对桩柱表面的波浪爬高、桩柱上所受的荷载和群桩系数的影响。研究结果表明:对于规则波,当波浪正向入射并联三排桩时,波峰或波谷同时作用于所有的桩柱上。但是当波浪斜向入射时,波峰或波谷不同步作用于各桩柱,这也导致了相同情况下,正向入射的规则波作用在排桩上的总力和总力群桩系数要大于斜向入射的波浪。同时,当波浪斜向入射时,作用在桩柱上的横向力要大于正向入射的情况。此外,以不同波向角入射的波浪作用在桩柱上的荷载和群桩系数随着KC数和相对桩距的变化规律也并不相同。对于多向非规则波,作用在桩柱上的正向力不随方向分布宽度的改变而出现较大的变化,其变化幅度小于10%,横向力随着方向分布集中度参数的减小而增大,横向力最大值的大小超过最小值的2倍。同时,不规则波作用在桩柱上的正向力随着波浪主方向的增大而减小,横向力随着波浪主方向的增大而增大。最后,在OpenFOAM两相流动网格求解器interDyMFoam的基础上,综合考虑悬移质和推移质输沙,开发了泥沙输运模块,并将该模块与OceanWave3D进行耦合。通过与前人的实验数据进行对比,验证了所开发的泥沙输运模块能够准确的模拟悬移质输移和桩柱周围泥沙冲刷。采用所开发的泥沙输运模块,模拟了规则波波向角分别为0°和30°时对排桩局部泥沙的冲淤情况。研究发现,波浪正向入射时桩柱周围冲刷坑的范围和深度均大于波浪斜向入射的情况。
张起铭[9]（2020）在《珊瑚礁-泻湖-裂口系统波浪传播变形及波生环流试验研究》文中认为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-泻湖-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-泻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-泻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,泻湖,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-泻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-泻湖-裂口系统。
郭辉群[10]（2019）在《珊瑚礁海岸防浪建筑物附近波浪运动及其越浪特性研究》文中研究指明随着我国海洋资源开发能力不断的提高,海洋经济高速的发展,我国对南海岛礁建设步伐日益加快,南海岛礁是一种典型的陡变地形,与近岸大陆架的缓坡地形不同,其特殊的陡变地形使得远海入射波浪发生明显的浅水变形从而导致波高增大,而防浪建筑物是岛礁工程重要的防护设施之一,其防浪建筑物的存在影响了波浪在礁坪上的原有的传播运动,同时岛礁防浪建筑物不可避免发生越浪,波浪力和越浪量的大小会直接影响防浪建筑物本身结构以及对岛礁其他附属设施的有效运行起着关键性的作用。因此,研究珊瑚岛礁防浪建筑对珊瑚礁近岸水动力特性的影响,可为岛礁工程的建设和维护提具有重要的工程应用意义。本文首先通过物理模型实验对防浪建筑物存在下珊瑚岛礁附近波浪运动规律以及礁后岸线附近波浪爬高的变化规律进行研究,礁后岸线附近波浪爬高是导致防浪建筑物附近的越浪关键因素之一,相关研究指出低频长波影响着礁后的爬高,因此重点研究防浪建筑物位于礁坪不同位置下低频长波的变化规律;随后基于Navier-Stokes方程的建立数值波浪模型并运用物理实验数据验证模型的可靠性,利用该数值模型进一步研究了入射波高、入射波周期、礁坪水深、礁前斜坡坡度、防浪建筑物与礁缘的距离和防浪建筑物堤顶宽度变化的影响,重点研究分析单宽越浪量和最大波浪力的变化规律,研究成果可为岛礁工程防洪减灾和防浪建筑物结构安全性提供一定的参考。研究结果表明:由于礁坪上防浪建筑物的存在导致强烈的波浪反射,反射波与入射波在礁坪上发生碰撞叠加,使波面更加紊乱;防浪建筑物越靠近礁缘时,礁坪的壅水现象更为明显;波浪在沿礁传播的过程中,短波波高持续衰减,低频长波波高逐渐增大,在防浪建筑物附近达到最大;防浪建筑物在向海岸线靠近的过程中,海岸线附近的短波波高呈下降趋势,低频长波波高的变化规律不显着,礁坪上的平均水位呈微增趋势;通过对海岸线附近的波浪进行频谱分析,并且利用相干函数和传递函数验证了珊瑚礁地形上低频长波的运动存在着共振模式,其中防浪建筑物距离海岸线较近时存在着礁坪共振,防浪建筑物距离海岸线较远时存在着水槽共振。单宽越浪量随着入射波高、礁坪水深、入射波周期、礁前斜坡坡度的增大而增大,当相对干舷高度为1时,单宽越浪量出现跳跃式增大,单宽越浪量随着防浪建筑物与礁缘距离、防浪建筑物堤顶宽度的增大而减少,堤顶宽度对越浪量大小的影响较为不明显;最大波浪力随着入射波、礁坪水深和礁前斜坡坡度的增大而增大,随着防浪建筑物体与礁缘距离的增大而减小,由于礁缘处水体比较活跃,当防浪建筑物体位于礁缘处,波浪力相对较大,最后基于研究结果提出了无量纲单宽越浪和最大波浪力的函数关系式。
二、平台高程与宽度对不规则波爬高的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、平台高程与宽度对不规则波爬高的影响（论文提纲范文）
（1）防波堤及护岸越浪研究综述（论文提纲范文）
| 1 影响越浪的因素 |
| 1.1 波浪要素的影响 |
| 1.2 防波堤结构因素 |
| 1.3 其他因素影响 |
| 2 越浪量计算公式推导与论证 |
| 3 越浪量数值模拟 |
| 4 越浪量标准 |
| 5 结语 |
（2）海堤多级平台消浪效果研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 数值模型建立与验证 |
| 2.1 数值模型建立 |
| 2.2 数值模型验证 |
| 3 多级平台消浪研究 |
| 3.1 第一级平台和堤顶高程确定 |
| 3.2 三级平台越浪过程模拟 |
| 3.3 多级平台级数对越浪量的影响 |
| 3.4 第二级平台高程对越浪量的影响 |
| 3.5 三级平台宽度对越浪量的影响 |
| 4 多级平台压力变化过程 |
| 5 应用效果 |
| 6 结论 |
（4）基于神经网络的斜向波和多向波越浪量预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 关于越浪量相关研究回顾 |
| 1.2.2 神经网络在海洋工程领域的应用 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 2 越浪量计算公式总结 |
| 2.1 现有公式总结 |
| 2.2 现有公式分析对比 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 神经网络模型原理 |
| 3.1 神经网络模型 |
| 3.1.1 神经元的原理 |
| 3.1.2 神经网络的学习方式 |
| 3.1.3 典型的神经网络 |
| 3.2 BP神经网络算法 |
| 3.2.1 BP神经网络模型 |
| 3.2.2 BP算法的数学原理 |
| 3.2.3 BP算法的局限性与本论文的改进方法 |
| 3.2.4 BP算法的改进 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 直立堤上斜向和多向不规则波越浪量预测模型 |
| 4.1 模型试验简介 |
| 4.2 越浪量训练集及测试集数据的设置 |
| 4.2.1 试验数据分析及无量纲化 |
| 4.2.2 训练集及测试集数据的设置 |
| 4.3 神经网络的构建 |
| 4.3.1 神经网络各个参数的设置 |
| 4.3.2 神经网络隐藏层神经元数目的选取 |
| 4.4 神经网络的验证 |
| 4.4.1 训练集数据验证 |
| 4.4.2 测试集数据验证 |
| 4.4.3 与EurOtop神经网络工具的对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 斜坡堤上斜向和多向不规则波越浪量预测模型 |
| 5.1 模型试验简介 |
| 5.2 越浪量训练集及测试集数据的设置 |
| 5.2.1 试验数据分析及无量纲化 |
| 5.2.2 训练集及测试集数据的设置 |
| 5.3 神经网络的搭建 |
| 5.3.1 神经网络各个参数的设置 |
| 5.3.2 神经网络隐藏层神经元数目的选取 |
| 5.4 神经网络的验证 |
| 5.4.1 训练集数据验证 |
| 5.4.2 测试集验证 |
| 5.4.3 与EurOtop神经网络工具的对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）规则波和不规则波在珊瑚礁上防波堤爬高的数值模拟和特征分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 珊瑚礁地形波浪变形破碎研究进展 |
| 1.2.2 波浪爬高研究进展 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第二章 波浪数值模拟方法 |
| 2.1 波浪理论基础 |
| 2.2 数学模型控制方程 |
| 2.2.1 Navier—Stokes方程 |
| 2.2.2 紊流模型方程 |
| 2.3 边界条件 |
| 2.3.1 造波边界 |
| 2.3.2 自由出流边界 |
| 2.3.3 自由表面边界 |
| 2.3.4 其他边界条件 |
| 2.3.5 消波层 |
| 2.4 数值方法 |
| 2.4.1 方程离散方法 |
| 2.4.2 自由表面处理方法 |
| 2.4.3 GMRES算法求解离散方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 珊瑚礁地形下防波堤波浪爬高数学模型的建立与验证 |
| 3.1 数值波浪水槽造波、传播、消波验证 |
| 3.1.1 规则波造波验证 |
| 3.1.2 不规则波造波验证 |
| 3.2 珊瑚礁地形下非线性波破碎数值模拟与验证 |
| 3.2.1 珊瑚礁地形下波浪破碎模型建立 |
| 3.2.2 波浪破碎过程的数值模拟 |
| 3.2.3 数值模拟波浪破碎的精度分析 |
| 3.3 珊瑚礁地形下防波堤上波浪爬高数值模拟与验证 |
| 3.3.1 珊瑚礁地形下在防波堤上波浪爬高模型建立 |
| 3.3.2 波浪爬高过程的数值模拟 |
| 3.3.3 数值模拟波浪爬高的精度分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 珊瑚礁地形与平坦地形下防波堤波浪爬高的比较研究 |
| 4.1 平坦地形下防波堤波浪爬高数值模拟 |
| 4.1.1 平坦地形防波堤波浪爬高模型建立 |
| 4.1.2 平坦地形下设置防波堤工程前、后流场比较 |
| 4.2 珊瑚礁地形下防波堤工程前后波高、流场比较分析 |
| 4.2.1 设置防波堤前、后沿程波高比较 |
| 4.2.2 设置防波堤工程前、后礁坪流场比较 |
| 4.3 珊瑚礁地形与平坦地形下防波堤波浪爬高的比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 在珊瑚礁地形下不同位置防波堤波浪爬高的特征研究 |
| 5.1 规则波下不同位置防波堤波浪爬高特征 |
| 5.1.1 波浪爬高模拟工况 |
| 5.1.2 规则波波浪爬高模拟 |
| 5.1.3 规则波波浪爬高数值模拟及特征分析 |
| 5.2 不规则波下波浪爬高数值模拟及特征分析 |
| 5.2.1 不规则波波浪爬高模型建立 |
| 5.2.2 不规则波波浪爬高特征分析 |
| 5.3 规则波与不规则波下防波堤波浪爬高的比较 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）红树林区域的波浪传播数学模型和消波特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 近岸波浪运动研究进展 |
| 1.2.2 植物消波研究进展 |
| 1.2.3 多孔介质模型研究进展 |
| 1.2.4 目前存在的问题 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 第二章 基于N-S方程的波浪数学模型的基本理论 |
| 2.1 波浪运动控制方程 |
| 2.2 自由面处理方法 |
| 2.3 造波与消波 |
| 2.4 控制方程的数值求解 |
| 2.4.1 离散方法介绍 |
| 2.4.2 控制方程的离散 |
| 2.4.3 边界条件 |
| 2.5 模型验证 |
| 2.5.1 Stokes波 |
| 2.5.2 孤立波 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 岸礁地形波浪传播与破碎的两相湍流波浪数学模型的研究 |
| 3.1 数学模型 |
| 3.1.1 湍流模型 |
| 3.1.2 计算域及网格划分 |
| 3.1.3 边界条件 |
| 3.2 模型验证 |
| 3.3 数值结果分析 |
| 3.3.1 湍流动能 |
| 3.3.2 波浪的非线性特征及流速分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于多孔介质的红树林区域的波浪传播数学模型的研究 |
| 4.1 基于多孔介质的红树林区域的波浪传播数学模型 |
| 4.1.1 控制方程 |
| 4.1.2 湍流模型 |
| 4.1.3 边界条件和离散方法 |
| 4.2 Stokes波的模型验证 |
| 4.2.1 斜坡下Stokes波的模型验证 |
| 4.2.2 复合斜坡下Stokes波的模型验证 |
| 4.3 孤立波的模型验证 |
| 4.3.1 斜坡下孤立波的模型验证 |
| 4.3.2 复合斜坡下孤立波的模型验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 红树林的波浪数学模型的比较分析和红树林消波特性 |
| 5.1 全水与多孔介质红树林区域的波浪传播数学模型的比较分析 |
| 5.1.1 全水红树林区域的波浪传播数学模型 |
| 5.1.2 全水与多孔介质红树林的波浪传播数学模型的比较分析 |
| 5.2 红树林区域对波浪破碎的影响 |
| 5.3 红树林区域对非线性波浪的影响 |
| 5.4 红树林区域对流场分布的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论及主要创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）多阶亲水平台护岸水动力特性数值试验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究概况与发展趋势 |
| 1.2.1 亲水型护岸的工程实例 |
| 1.2.2 护岸的水动力特性研究现状 |
| 1.2.3 存在的问题 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 数学模型的基本原理与方法 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 流场边界条件 |
| 2.2.1 自由液面边界条件 |
| 2.2.2 造波、消波边界条件 |
| 2.3 数值离散及求解算法 |
| 2.3.1 控制方程离散 |
| 2.3.2 流场求解算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 护岸模型的建立与验证 |
| 3.1 多阶亲水平台护岸结构介绍 |
| 3.2 结构物布置与网格划分 |
| 3.3 试验波要素的模拟与验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 亲水平台1的水动力特性研究 |
| 4.1 数值试验模型设置 |
| 4.2 波浪增水沿程分布计算 |
| 4.3 越浪打击距离计算 |
| 4.4 越浪影响范围计算 |
| 4.5 最大流速沿程分布计算 |
| 4.5.1 最大正向流速沿程分布 |
| 4.5.2 最大负向流速沿程分布 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 亲水平台2的水动力特性研究 |
| 5.1 数值试验模型设置 |
| 5.2 波浪增水沿程分布计算 |
| 5.3 越浪打击距离计算 |
| 5.4 最大流速沿程分布计算 |
| 5.4.1 最大正向流速沿程分布 |
| 5.4.2 最大负向流速沿程分布 |
| 5.5 阶梯上的压力分布计算 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）桩柱在斜向和多向波作用下的水动力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 单向波对桩柱作用的研究现状 |
| 1.2.2 多向非规则波及其与桩柱作用的研究现状 |
| 1.2.3 OpenFOAM数值水槽的发展现状 |
| 1.2.4 泥沙输运数值模型的发展 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 模型的建立 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.1.1 OceanWave3D控制方程 |
| 2.1.2 两相不可压缩Navier-Stokes/VOF求解器 |
| 2.2 OceanWave3D和OpenFOAM耦合方法 |
| 2.3 OpenFOAM泥沙输运模块的开发 |
| 2.3.1 床面剪切力 |
| 2.3.2 推移质模型 |
| 2.3.3 悬移质模型 |
| 2.3.4 Exner方程 |
| 2.3.5 网格变形 |
| 2.3.6 沙滑模型 |
| 2.4 多向非规则波模拟及方向谱的分析方法 |
| 2.4.1 多向非规则波的模拟 |
| 2.4.2 多向非规则波方向谱分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 模型验证及工况设计 |
| 3.1 模型验证 |
| 3.1.1 OceanWave3D造波能力验证 |
| 3.1.2 规则波在耦合模型中传播验证 |
| 3.1.3 多向非规则波在耦合模型中传播验证 |
| 3.1.4 耦合模型荷载验证 |
| 3.2 工况设计 |
| 3.3 参数定义 |
| 3.3.1 波浪爬高 |
| 3.3.2 无量纲化波浪荷载 |
| 3.3.3 群桩效应 |
| 3.3.4 KC数的定义 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 斜向规则波作用下桩柱的水动力特性 |
| 4.1 自由液面和波浪爬高 |
| 4.1.1 自由液面 |
| 4.1.2 作用在桩柱上的规则波爬高 |
| 4.2 KC数对作用在桩柱上荷载的影响 |
| 4.2.1 KC数对正向力的影响 |
| 4.2.2 KC数对横向力与正向力之比的影响 |
| 4.2.3 KC数对排桩总力的影响 |
| 4.3 KC数对桩柱群桩系数的影响 |
| 4.3.1 KC数对正向力群桩系数的影响 |
| 4.3.2 KC数对总力群桩系数的影响 |
| 4.4 相对桩距对桩柱荷载的影响 |
| 4.4.1 相对桩距对正向力的影响 |
| 4.4.2 相对桩距对横向力与正向力之比的影响 |
| 4.4.3 相对桩距对排桩总力的影响 |
| 4.5 相对桩距对桩柱群桩系数的影响 |
| 4.5.1 相对桩距对正向力群桩系数的影响 |
| 4.5.2 相对桩距对总力群桩系数的影响 |
| 4.6 桩柱周围局部泥沙冲刷研究 |
| 4.6.1 悬移质输移验证 |
| 4.6.2 桩柱局部泥沙冲刷验证 |
| 4.6.3 波向角对桩柱周围局部泥沙冲刷的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 多向非规则波作用下桩柱的水动力特性 |
| 5.1 作用在桩柱上的多向非规则波爬高 |
| 5.1.1 波浪主方向对桩柱上波浪爬高的影响 |
| 5.1.2 方向分布宽度对桩柱上波浪爬高的影响 |
| 5.2 作用在桩柱上的不规则波浪力 |
| 5.2.1 方向分布宽度对排桩波浪荷载的影响 |
| 5.2.2 方向分布宽度对排桩群桩系数的影响 |
| 5.2.3 波浪力谱分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表论文目录 |
| 附录B 攻读学位期间参与项目目录 |
（9）珊瑚礁-泻湖-裂口系统波浪传播变形及波生环流试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的及意义 |
| 1.2 国内外的研究现状 |
| 1.2.1 国内的研究现状和存在的主要问题 |
| 1.2.2 国外的研究现状和存在的主要问题 |
| 1.3 本研究的提出 |
| 第二章 物理试验设置与方法 |
| 2.1 试验概述 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 港池与造波系统 |
| 2.2.2 波高采集系统 |
| 2.2.3 流速采集系统 |
| 2.2.4 视频采集系统 |
| 2.3 试验模型和仪器布置 |
| 2.3.1 试验的模型设计 |
| 2.3.2 试验的仪器布置 |
| 2.4 试验方案以及方法 |
| 2.4.1 试验工况 |
| 2.4.2 实验方法 |
| 2.5 试验可靠性验证 |
| 2.5.1 造波机、浪高仪和流速仪 |
| 2.5.2 试验的可重复性验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 波浪传播变形的变化规律 |
| 3.1 波高在珊瑚礁-泻湖-裂口系统下的分布规律 |
| 3.1.1 规则波 |
| 3.1.2 不规则波 |
| 3.2 爬高在珊瑚礁-泻湖-裂口系统下的分布规律 |
| 3.3 波浪频谱在珊瑚礁-泻湖-裂口系统下的分布规律 |
| 3.3.1 规则波 |
| 3.3.2 不规则波 |
| 3.4 低频波段波谱的共振分析讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 波浪增水与波生环流的变化规律 |
| 4.1 波浪增水与波生环流的变化规律 |
| 4.1.1 规则波 |
| 4.1.2 不规则波 |
| 4.2 波生环流的变化规律 |
| 4.2.1 规则波 |
| 4.2.2 不规则波 |
| 4.3 礁坪增水与波生流的无量纲分析 |
| 4.3.1 礁坪最大增水的无量纲分析 |
| 4.3.2 礁坪上向岸波生流最大流速的无量纲分析 |
| 4.4 增水与波生流水平二维理论模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间发表论文目录 |
| 附录 B 攻读学位期间参加科研情况说明 |
（10）珊瑚礁海岸防浪建筑物附近波浪运动及其越浪特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 珊瑚海岸防浪建筑物对波浪运动及爬高影响研究 |
| 1.2.2 珊瑚海岸防浪建筑物附近越浪特性研究 |
| 1.3 本文研究内容和结构 |
| 第二章 物理模型实验设置和方法 |
| 2.1 实验概述 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 波浪水槽及造波系统 |
| 2.2.2 浪高仪及其采集系统 |
| 2.3 实验模型和仪器布置 |
| 2.4 实验方案与方法 |
| 2.4.1 实验方法 |
| 2.4.2 实验工况 |
| 2.4.3 实验步骤 |
| 2.5 实验可靠性验证 |
| 2.5.1 造波机 |
| 2.5.2 实验的可重复性验证 |
| 2.6 实验数据分析方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 珊瑚礁海岸防浪建筑物对波浪运动的影响 |
| 3.1 防浪建筑物对波浪沿礁传播过程的影响 |
| 3.2 防浪建筑物位置对沿礁波高变化的影响 |
| 3.2.1 波高的沿礁变化规律 |
| 3.2.2 平均水位的沿礁变化规律 |
| 3.2.3 海岸线附近短波波高、低频长波和增水波高的变化 |
| 3.3 波浪频谱沿礁变化 |
| 3.4 共振分析讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数值波浪模型的建立 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 控制方程 |
| 4.2.1 Navier-Stokes方程 |
| 4.2.2 湍流模型方程 |
| 4.2.3 体积分数输运方程 |
| 4.3 数值求解方法 |
| 4.3.1 离散格式 |
| 4.3.2 求解误差 |
| 4.3.3 松弛处理 |
| 4.3.4 压力速度耦合 |
| 4.4 边界条件 |
| 4.4.1 造波和消波边界 |
| 4.4.2 其他边界条件 |
| 4.5 数值稳定性 |
| 4.6 波浪模型验证 |
| 4.6.1 规则波传播稳定性验证 |
| 4.6.2 规则波作用下珊瑚海岸防浪建筑物相互作用水动力模型验证 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 数值模型验的应用 |
| 5.1 数值模拟工况 |
| 5.2 水体流动特性 |
| 5.2.1 防浪建筑物存在下珊瑚礁上波浪的历时变化 |
| 5.2.2 防浪建筑物存在下珊瑚礁上波浪的传播运动和越浪特性 |
| 5.3 堤顶越浪量计算 |
| 5.3.1 单宽越浪量的变化规律 |
| 5.3.2 无量纲单宽越浪分析 |
| 5.4 波浪力的计算 |
| 5.4.1 最大波浪力变化规律 |
| 5.4.2 无量纲最大波浪力分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表论文目录 |
| 附录B 攻读学位期间参加科研情况说明 |
四、平台高程与宽度对不规则波爬高的影响（论文参考文献）
- [1]防波堤及护岸越浪研究综述[J]. 刘二利,耿宝磊,齐作达. 水运工程, 2022
- [2]海堤多级平台消浪效果研究[J]. 王盟,曹春顶,贾东远. 水电能源科学, 2021(11)
- [3]基于随机森林的复坡堤越浪量预测研究[J]. 胡原野,王收军,陈松贵,柳叶,王家伟,田昀艳. 海洋学报, 2021(10)
- [4]基于神经网络的斜向波和多向波越浪量预测研究[D]. 汤修潮. 大连理工大学, 2021(01)
- [5]规则波和不规则波在珊瑚礁上防波堤爬高的数值模拟和特征分析[D]. 谭安平. 华南理工大学, 2020(02)
- [6]红树林区域的波浪传播数学模型和消波特性研究[D]. 邹学锋. 华南理工大学, 2020(01)
- [7]多阶亲水平台护岸水动力特性数值试验[D]. 肖帅. 大连理工大学, 2020(02)
- [8]桩柱在斜向和多向波作用下的水动力特性研究[D]. 徐进. 长沙理工大学, 2020(07)
- [9]珊瑚礁-泻湖-裂口系统波浪传播变形及波生环流试验研究[D]. 张起铭. 长沙理工大学, 2020(07)
- [10]珊瑚礁海岸防浪建筑物附近波浪运动及其越浪特性研究[D]. 郭辉群. 长沙理工大学, 2019(07)