又稱推進波或行進波。波形向前傳播而水質點運動軌跡呈封閉或近似封閉的周期性振動的波浪。
亦稱“行波”。在介質內向前傳播的波。在深水中傳播的前進波的水質點做圓周運動，在有限深度情況下，水質點的運動軌跡呈橢圓形。波峰處水質點的水平運動速度最大，其方向和波形傳播的方向一致。波谷處水質點的水平運動速度也最大，其方向和波形傳播方向相反。這樣，在波峰的前方必然要發生水體堆積。同樣，波峰的後方必然要發生水體流失，從而使波形向前傳播。海浪多具有前進波性質。大洋潮波亦具有前進波性質。
基本介紹
定義,現象描述,產生機理,軌跡方程,發生實例,
定義
亦稱“行波”。在介質內向前傳播的波。在深水中傳播的前進波的水質點做圓周運動，在有限深度情況下，水質點的運動軌跡呈橢圓形。波峰處水質點的水平運動速度最大，其方向和波形傳播的方向一致。波谷處水質點的水平運動速度也最大，其方向和波形傳播方向相反。這樣，在波峰的前方必然要發生水體堆積。同樣，波峰的後方必然要發生水體流失，從而使波形向前傳播。海浪多具有前進波性質。大洋潮波亦具有前進波性質。
現象描述
對於三維空間等深水中,無旋性自由表面周期性規則前進重力波傳遞在均勻流中的波流場,依質量守恆取—波長的流體質點的運動位移的波長平均高程,所得其標註參數恰為其在原靜止水中的位置下,完全以Lagrange方式的參數控制式,解出此波流場至第三階的全Lagrange形式解且得到檢驗驗證;其中波流互動作用效應存在Lagrange流速勢中,使得波流場中的壓力不受均勻流的影響.而Euler形式解所無法描述的流場特性,包括大於前進波周期的流體質點的運動周期,與其受前進波引起的質量傳輸速度、它們間的關係,及流體質點對其運動周期平均的高程與成因等,都說明是隨流體質點所在的高程向下做指數函式樣遞減;而流體質點的三維空間螺旋曲線式的運動軌跡與煙線,其隨均勻流的流向流速而變化的情況,例如其在均勻流於前進波波向有同向的流速分量時,是受流體質點恰在波谷斷面處時的流速大小而變的形式,與其在均勻流於前進波波向有反向的流速分量時,則受流體質點恰在波峰斷面處時的流速大小而變的形式,有很大不同的倒反形式甚至以封閉曲線形式呈現.最後,說明波流場變成穩定性運動流場時的特性,並證實其在無流時退化成純前進波的情況.
產生機理
非旋性自由表面周期性規則前進重力波傳遞在均勻流中的理論解析,與前進波波向同向與反向的均勻流兩種特例情況進行試驗測量,所得的波形曲線、流速分布、流體質點的運動軌跡與運動周期及其質量傳輸速率與Lagrange平均高程等特性,均以Lagrange方式所得的三階解結果符合得很好.這證實本研究取定的標註流體質點的參數,正好為其在原靜止水中的位置坐標值.同時亦證實波流場中由流體質點所構成的波形曲線,其波長皆同於(純)前進波者,而其傳播速度為(純)前進波波速與均勻流流速之和是具Doppler效應的;而流體質點的運動周期與其運動周期平均高程,及其質量傳輸速率扣掉均勻流流速等,都與(純)前進波的相符.另外,亦揭示出流體質點的運動軌跡,在前進波波向與均勻流同向中,當流體質點在波谷斷面處時沿前進波波向的流速分量為反向、零與正向時,則其形狀分別為朝波向前進的扁長輻狀余擺線,在波谷斷面處成尖點朝下的滾輪狀線與短輻形余擺線;而在前進波波向與均勻流反向中,當流體質點的質量傳輸速率為沿前進波波向為正向與零時,則其形狀分別為朝波向前進的縮短的扁長輻形余擺線與長軸在前進波波向上的橢圓形封閉曲線;而當流體質點的質量傳輸速率為反前進波波向,但質點在波峰斷面處時沿前進波波向的流速分量分別為正向、零與反向時,則其形狀分別為反波向前進的倒扁長輻形余擺線,在波峰斷面處成尖點朝上的倒滾輪狀線與倒短輻形余擺線.
軌跡方程
波形向前傳播而水質點運動軌跡呈封閉或近似封閉的周期性振動的波浪。通常所指的波速即為波形向前傳播的速度。微幅波理論的深水前進波水質點作圓周運動，軌跡圓圓心位置與靜止時水質點的位置相吻合。水質點m的軌跡方程為：
在前進波中初始位置在同一水平面上各水質點在波動時具有相同的軌跡圓或軌跡橢圓。在海洋、湖泊等寬敞水面上所發生的波浪常高達數米，其波陡一般約為 1/10～1/30 ，水質點的波動振幅是有限值的。這種前進波稱為有限振幅前進波，也可分為深水和淺水兩種情況，如余擺線波和橢圓余擺線波等。
發生實例
海壇海峽為南北狹長型海峽,海峽內潮波屬於前進波.本文建立了平面二維淺水波數學方程,利用歐拉-拉格朗日差分方法得到數值解,模型採用隨時間變化的動邊界技術,成功地模擬了海壇海峽的前進波特徵,並根據實測數據進行了驗證.同時計算了同潮時線和等振幅線,不同時刻的潮流場和潮流平均流速分布.計算結果表明,北部灣口M2分潮高潮時間比南部灣口早約5~6m in,等振幅線範圍約為2.12~2.15m.海峽內流速分布呈南北強、中間弱的特點,最大流速1m/s左右.
