双色波传播过程中长短波相互作用的非线性数值模拟研究

作     者：郭欣然 刘石 杨毅 陈丽芬 宁德志 GUO Xinran;LIU Shi;YANG Yi;CHEN Lifen;NING Dezhi

作者机构：南方电网电力科技股份有限公司广东广州510062 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学大连市可再生能源重点实验室辽宁大连116024 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2025年第46卷第1期

页      面：95-101页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U22A20242 2021-KF-16-03 52001053) 

主　　题：长短波相互作用 完全非线性波浪数值水槽 时域模拟 波面变形 能量转移 高阶谐波 双色波 

摘      要：针对波浪在传播过程中的波面变形机制问题,本文采用时域高阶边界元方法建立完全非线性波浪数值水槽,并模拟研究了单色波和双色波在常水深地形上的非线性传播特性。该模型在自由水面满足完全非线性边界条件,采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时表面,利用四阶龙格库塔方法更新下一时间步的波面和速度势。通过与已有实验结果对比,证明了本文模型的准确性。研究发现:双色波传播过程中长短波的相互作用,会诱发波面的剧烈变形,并产生次峰。长短波相互作用诱使更多的波浪能量从低频向高频传递,并激发出更高阶的波浪成分。同时,该作用机制随着长短波波长比的增大而增强。