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南海北部陸坡內孤立波對樁柱作用力的極值推算
關鍵詞：內孤立波 樁柱 作用力 kdv方程 morison公式
摘要：內孤立波的發生常伴隨著大振幅波動和突發性強流,對樁柱等海中結構物產生強烈破壞作用。基于KdV方程和Morison公式,在忽略高階模態的情況下,探討內孤立波對樁柱的單位作用力、總作用力、剪力和彎矩的極值問題,并利用2016-07南海北部陸坡的實測資料對理論結果進行檢驗。結果表明:1)在內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單位作用力極值,且二者方向相反,上層總作用力強于下層,最大剪力和彎矩分別發生于水平流速的轉向層和海底;2)各水層中,沿著內孤立波的傳播方向,所有作用力的數值均隨時間的推移先遞增后遞減,存在正向或負向的最大值;3)全水層總作用力極值發生在半周期,其值與波動振幅和水平波速有關,其他作用力極值發生于最大振幅時刻之前,作用力極值與振幅和非線性波速正相關,與水平特征寬度負相關;4)單位作用力極值的時間提前量與振幅和水平特征寬度強相關,與非線性波速弱相關。
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