南海北部陸坡內(nèi)孤立波對(duì)樁柱作用力的極值推算
關(guān)鍵詞：內(nèi)孤立波 樁柱 作用力 kdv方程 morison公式
摘要：內(nèi)孤立波的發(fā)生常伴隨著大振幅波動(dòng)和突發(fā)性強(qiáng)流,對(duì)樁柱等海中結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生強(qiáng)烈破壞作用。基于KdV方程和Morison公式,在忽略高階模態(tài)的情況下,探討內(nèi)孤立波對(duì)樁柱的單位作用力、總作用力、剪力和彎矩的極值問題,并利用2016-07南海北部陸坡的實(shí)測(cè)資料對(duì)理論結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果表明:1)在內(nèi)孤立波最大振幅所在的垂向剖面上,上層與下層各存在一個(gè)單位作用力極值,且二者方向相反,上層總作用力強(qiáng)于下層,最大剪力和彎矩分別發(fā)生于水平流速的轉(zhuǎn)向?qū)雍秃５?2)各水層中,沿著內(nèi)孤立波的傳播方向,所有作用力的數(shù)值均隨時(shí)間的推移先遞增后遞減,存在正向或負(fù)向的最大值;3)全水層總作用力極值發(fā)生在半周期,其值與波動(dòng)振幅和水平波速有關(guān),其他作用力極值發(fā)生于最大振幅時(shí)刻之前,作用力極值與振幅和非線性波速正相關(guān),與水平特征寬度負(fù)相關(guān);4)單位作用力極值的時(shí)間提前量與振幅和水平特征寬度強(qiáng)相關(guān),與非線性波速弱相關(guān)。
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