刘必劲，张振伟，刘忠波，傅丹娟，陈小云

(1.厦门理工学院 土木工程与建筑学院，福建 厦门 361024；2.大连海事大学 交通运输工程学院，辽宁 大连 116026)

1 引言

畸形波是一种非线性很强的波浪，其波高很大，通常是有效波高的2.2 倍以上，这种波浪对海上建筑物或过往的船只带来严重威胁。为了深入掌握畸形波的形成机制，国内外学者通过理论分析、数值模拟或实验模拟等方式展开了数十年的研究。2003 年，Kharif 和Pelinovsky[1]较为全面地分析了其形成机制，认为在相位聚焦、波−流相互作用、地形变化、表面风、波浪不稳定性等影响下都可能产生畸形波。

为了研究畸形波，实验室中一般都采用相位聚焦的方式产生较大的波浪，如Baldock 等[2]在二维水槽中采用线性相位聚焦的方式产生了聚焦波；柳淑学和洪起庸[3]在三维水池中开展了三维极限波浪的实验研究。在理论分析方面，裴玉国等[4]采用线性模型模拟了定点生成畸形波的方法；赵西增等[5]则借助于聚焦波和不同形式波浪的组合模拟畸形波。在数值模拟方面，国内外学者则通过利用N-S 方程模型、非静压模型、Boussinesq 方程数值模型、势流方程模型、高阶谱模型等不同的数学模型模拟聚焦波。如赵西增等[6]利用高阶谱方法建立了模型，并应用于畸形波的模拟；Li 和Liu[7]建立了非周期边界的高阶谱聚焦波模型，并研究设定聚焦波幅、中心频率、频率宽度、波幅分布以及方向角等对聚焦波的影响，研究表明，宽的方向谱减弱了非线性聚焦波幅；Ai 等[8]建立了不同网格下的非静压模型，并模拟了水槽和水池中的聚焦波；……