改进的二维数值波浪水槽在波浪破碎中的应用

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.