李诚，张弛 *，隋倜倜

（1.河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室，江苏南京210098；2.河海大学港口海岸与近海工程学院，江苏南京210098）



浅化波浪层流边界层流速分布特性的数值分析

李诚1，2，张弛1，2 *，隋倜倜1，2

（1.河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室，江苏南京210098；2.河海大学港口海岸与近海工程学院，江苏南京210098）

摘要：建立了同时考虑波致雷诺应力和时均水平压强梯度影响的二阶波浪边界层数学模型，模型计算得到的浅化波浪层流边界层内瞬时流速剖面、振荡速度幅值和时均流速剖面均与水槽实验数据吻合较好，在此基础上探讨了浅化波浪边界层流速分布特性及其影响机制。随着波浪的浅化变形，边界层内时均流速剖面“底部向岸、上部离岸”的变化特征越来越明显。这是二阶对流项引起的波致雷诺应力和离岸回流引起的时均水平压强梯度共同作用的结果，在床面附近由波致雷诺应力占主导作用并趋于引起向岸流动，在上部区域由时均水平压强梯度占主导作用并趋于引起离岸流动。

关键词：波浪浅化；底部边界层；时均流速；数值模拟

1　引言

近岸波浪水质点的振荡运动受到底床摩阻的影响，在床面上方形成毫米至厘米级的薄层，即波浪边界层。波浪边界层内存在较大的流速梯度并催生床面剪切应力，是近岸泥沙运动的重要驱动力。研究波浪边界层内的水流分布特征和床面剪切应力变化对认识海岸泥沙运动和地形演变具有重要意义［1—3］。……