河海大学学报·自然科学版杂志投稿格式参考范文：潜堤坡度对波浪传播变形的影响

　　一、引言

　　我国海域辽阔，近岸是重要的人类活动和经济发展区域，潜堤作为重要的海岸防护工程，对防浪消波等有重要作用。波浪传播受地形影响显著，研究潜堤地形上波浪传播变形规律意义重大。早期对潜堤地形上的波浪传播特性研究以物理模型试验为主，随着计算机技术发展，数值模拟研究也大量开展，涉及势流理论和黏性流理论等多方面研究。本文采用 OpenFOAM 开源平台，基于黏性流理论建立模型，研究潜堤地形上强非线性波浪传播变形特征及潜堤坡度对波浪形态的影响规律。

　　2.3 边界条件

　　波浪数值水槽通过速度边界法和松弛方法相结合实现造波和消波功能。速度边界法在波浪生成边界定义速度入口条件，水槽底部和消波边界为不可滑移边界条件，顶部边界为气相边界。松弛区协助生成波浪、吸收反射波并消除消波边界的波浪反射影响，松弛区内对流体速度、压强和体积分数按特定公式修正。

　　三、数值水槽模型验证

　　3.1 网格收敛性验证

　　选取 4 组不同分辨率网格进行数值计算，对比不同网格分辨率下x=12.5m处波面高程时间历程。结果表明网格 3 和网格 4 计算结果满足网格收敛性要求，为节约资源，后文使用网格 3 进行计算。

　　3.2 波浪传播过程的波陡验证

　　在特定条件下，验证数值水槽模型在大波陡波浪生成和传播过程的计算精度。结果显示数值计算结果与五阶 Stokes 波理论解吻合较好，说明模型计算精度良好。

　　3.3 潜堤地形上波浪传播验证

　　以 Beji 等的物理试验为验证算例，设置数值计算域和波浪参数，在水槽中设置浪高仪。结果表明数值计算结果与试验值吻合度较好，且在大波陡波浪与潜堤相互作用计算中，采用五阶 Stokes 波浪理论更合理。

　　四、不同参数对波浪传播的影响

　　为全面考察波况条件、潜堤坡度对潜堤处波浪传播的影响，设置不同入射波陡和潜堤坡度参数。研究发现，小波陡工况下波形有周期性和相位差，坡度越平坦相位越滞后;强非线性波浪条件下不同坡度波面形态区别大且可能破碎。对波面做无量纲化处理后分析得出，无量纲波面的峰谷差均值总体随波陡增大而减小，潜堤反射作用逐渐增强，改变背浪坡坡度对波浪传播及消波性能影响较小。

　　五、结论

　　基于黏性流理论和有限体积方法建立的数值水槽模型，能准确模拟波浪生成及潜堤地形上传播变形过程。小波陡工况下波浪传播波形有周期性和相位差，大入射波幅时波浪传播呈强非线性。无量纲化波面的峰谷差均值随波陡增大总体减小，潜堤反射作用逐渐增强。

毛鸿飞;韩 龙;赫岩莉;周忠兵;杨媛婷,广东海洋大学海洋工程与能源学院;大连理工大学海岸和近海国家重点实验室;广东省南海海洋牧场智能装备重点实验室,202405