根茎叶定量概化植物模型不规则波消减实验

论文摘要

随着全球气候变暖,海平面不断上升以及海洋灾害天气频繁出现,海岸侵蚀问题也愈发严重,严重威胁着沿海地区人民的生命财产安全。近岸水生植物作为一种新型的海岸生态防护工具,其不仅能维护近海岸生态系统平衡,同时还能显著地消波波能,在岸滩保护方面扮演着重要的角色。开展植物与波浪相互作用研究,减轻海啸、风暴潮的灾害以及减少海岸线侵蚀是十分必要的。植物消波的实质是植物与波浪相互作用时,植物的阻力效应使得波浪能量产生一定的衰减。现实情况下,海洋波浪具有较强的随机性,同时,植物的根、茎、叶的消浪特性存在较大的差异。因而,综合考虑植物根部、树干(茎)以及冠部(枝叶)消波效应的影响,开展植物与不规则波相互作用研究,具有重大的学术价值和现实意义。本文借助根、茎、叶均可量化的植物模型,开展波浪水槽物理模型实验,研究不同植物形式下植物群消波不规则波的机制。通过改变水深、入射波高、周期、植物分布密度等因素,研究水动力因素及植物因素对不同植物形式作用下植物群沿程波高衰减机制和透射系数变化规律的影响,利用谱分析与FFT变换对不同植物形式作用下不规则波频谱变化情况进行分析。结合实验数据,得到不规则波作用下植物群透射系数与水动力因素及植物因素之间的拟合关系式,为植物护岸工程提供一定的依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景、目的及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 现场原型观测
•     1.2.2 数值模拟
•     1.2.3 物理模型实验
•   1.3 本文研究工作
• 第二章 实验布置与方法
•   2.1 实验设置
•     2.1.1 实验概述
•     2.1.2 实验仪器与设备
•     2.1.3 实验仪器布置
•     2.1.4 实验仪器验证
•   2.2 实验模型布置
•     2.2.1 实验模型设计
•     2.2.2 实验材料选择
•     2.2.3 实验模型方案
•   2.3 实验方案
•     2.3.1 实验工况
•     2.3.2 实验方法
•     2.3.3 实验步骤
•   2.4 本章小结
• 第三章 植物群沿程波高衰减机制分析
•   3.1 理论分析
•     3.1.1 不规则波植物消波模型
•     3.1.2 植物群沿程波高衰减机制
•     3.1.3 不规则波沿程波高衰减理论曲线
•   3.2 植物群沿程不规则波波形变化
•   3.3 植物群沿程不规则波波高变化
•     3.3.1 根形式植物群作用下沿程不规则波波高变化特性
•     3.3.2 茎形式植物群作用下沿程不规则波波高变化特性
•     3.3.3 叶形式植物群作用下沿程不规则波波高变化特性
•     3.3.4 根茎形式植物群作用下沿程不规则波波高变化特性
•     3.3.5 树冠形式植物群作用下沿程不规则波波高变化特性
•     3.3.6 根茎叶形式植物群作用下沿程不规则波波高变化特性
•   3.4 植物群不规则波频谱分析
•     3.4.1 根形式植物群作用下不规则波频谱变化
•     3.4.2 叶形式植物群作用下不规则波频谱变化
•     3.4.3 根茎叶形式植物群作用下不规则波频谱变化
•   3.5 本章小结
• 第四章 植物群透射系数变化规律分析
•   4.1 理论分析
•   4.2 根形式植物群作用下不规则波透射系数变化特性
•     4.2.1 相对波高和根分布密度的影响
•     4.2.2 周期的影响
•   4.3 叶形式植物群作用下不规则波透射系数变化特性
•     4.3.1 相对波高和叶分布密度的影响
•     4.3.2 周期的影响
•   4.4 根茎叶形式植物群作用下不规则波透射系数变化特性
•     4.4.1 相对波高以及叶分布密度的影响
•     4.4.2 根分布密度的影响
•     4.4.3 周期的影响
•     4.4.4 植物群透射系数与各影响因素之间的拟合关系式
•   4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 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

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 彭浩

导师: 陈杰

关键词: 植物,不规则波,波高衰减,频谱分析,透射系数

来源: 长沙理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地球物理学,水利水电工程

单位: 长沙理工大学

分类号: TV139.2

DOI: 10.26985/d.cnki.gcsjc.2019.000104

总页数: 89

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