《我國南海海嘯波爬高及其共振機理研究》是依託上海交通大學，由趙曦擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：我國南海海嘯波爬高及其共振機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙曦
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
海嘯在近岸爬高及其成災機理研究是一項基礎性研究課題，物理模型實驗是研究該問題的重要手段，目前實驗研究的來波條件多為孤立波，事實上傳播到近岸的海嘯波很少能與孤立波在波形上匹配。本項目採用數值模擬與水槽實驗相結合的方法，基於我國南海實際地形，採用完全非線性高階色散性Boussinesq水波模型，模擬海嘯波傳播到近岸的實際波形，以此作為來波邊界條件，建立海嘯波水槽造波方法，在實驗水槽中模擬N波、色散波列和波狀水躍等形式的近岸海嘯波。通過模型實驗，研究海嘯波傳播到斜坡和離岸式潛堤等特殊地形上發生的共振回響，定量評價特殊海底地形和工程結構對海嘯共振的影響。結合我國南海典型海岸地形和防護結構，研究海嘯波的爬高、波形演化、能量轉化和共振規律，為發展海嘯數值模型提供必需的基準實驗數據。研究成果可用於分析海嘯成災的力學機理，並為海嘯預警系統的建立和防災減災策略的制定提供科學依據。
結題摘要
本項目基於我國南海實際地形，針對馬尼拉海溝潛在的地震海嘯風險，採用完全非線性高階色散的水波模型，系統地模擬海嘯生成和傳播過程，獲得近岸海嘯波形，建立我國南海典型海嘯波基本形態圖譜。基於典型海嘯波模擬結果，建立造波板運動規律與目標波形之間的關係，實現近岸海嘯波的實驗模擬。通過物理模型實驗，研究海嘯波近岸爬高規律，揭示海嘯波在特殊地形上的共振回響機理。 (1) 基於完全非線性高階色散性Boussinesq波浪模型模擬近岸海嘯波形。（按項目計畫書執行） 基於完全非線性高階色散性平面一維Boussinesq 波浪模型，將海底地震概化模型作為反映震源運動過程的底面動邊界加入海嘯波傳播計算模型，建立起完整的海嘯生成、傳播和爬高的數值模型。針對我國南海的地形地貌和馬尼拉海溝斷裂帶的位置和走向，進行了系統的海嘯生成和傳播的平面一維數值模擬。分析了海嘯生成的瞬態回響過程以及海嘯波傳播過程中的色散特性和非線性，揭示了海底地形對海嘯波演變的影響，建立了考慮特定海岸地形地貌影響的近岸海嘯波形圖譜。 (2) 建立海嘯波室內模擬方法。（按項目計畫書執行） 將Goring 造波方法套用到海嘯波造波中，在實驗水槽中獲得孤立波、雙孤立波、N 波和波狀水躍等形式的海嘯波，實現了海嘯波的水槽造波和同步測量技術。 (3) 研究海嘯波在特殊地形上的共振機理。（按項目計畫書執行） 以不同的來波條件和地形因素在波浪水槽中進行分組實驗。通過改變入射波的波參數和斜坡坡度，採用沿水槽分布的浪高儀測量海嘯波在斜坡上的爬高，分析不同形式和海嘯波的爬高放大係數，以最大爬高值作為考察海嘯波發生共振的指標。同時利用高速雷射粒子測速系統(PIV)測量波浪爬高時水舌附近流場的速度分布，並拍攝波形的演化過程。 (4) 研究海嘯波在我國南海典型海岸上的爬高和可能發生的共振回響。（按項目計畫書執行，另新增部分研究內容） 基於我國南海真實的海底地形，歸納若干組複合海底地形工況，在水槽中進行分組實驗，測量海嘯波在幾種地形上的爬高值，分析地形對海嘯波爬高共振的影響。另外，結合物理模型實驗結果，課題新增了海嘯波在複合斜坡地形上共振的解析和數值研究。
