碎波拍对航道和港口作用的研究

碎波拍是指海洋中周期在30～300秒范围内的波浪，是海洋特别是近岸水域一种仅次于常见风浪的波动形式。现有观测数据表明碎波拍是诱发港内低频振荡的主要原因，进而可能造成港内系泊船只大幅剧烈摇摆甚至断缆等事故。.碎波拍发现于上世纪50年代，但是由于碎波拍涉及到浅水变形、波-波相互作用、波-流相互作用、波浪破碎等复杂问题，长期以来的研究主要集中在碎波拍的产生机理及其本身特性上，关于碎波拍与建筑物的作用研究很少。碎波拍的周期远低于常见风浪，这决定了碎波拍这种长波与建筑物的作用规律必然和短波有很大不同。本课题采用数值模拟和物理模型实验相结合的方法，系统开展碎波拍和航道、港口口门以及港内水体的作用规律的研究，揭示碎波拍在深水航道上的传播变形规律、口门对碎波拍的掩护作用和碎波拍诱发港振机制的规律。以期增加对低频波浪与建筑物作用的水动力学的认识，拓展传统波浪与建筑物相互作用研究领域并革新港口设计理念。

碎波拍与港口共振是海洋工程中的一个重要研究领域。在国家自然科学基金委员会青年科学基金项目 “碎波拍对航道和港口作用的研究（51009024）”2011年1月～2013年12月的资助下，项目组进行了系统的有关低频波浪和港口振荡方面的研究，取得了丰富的研究成果，已发表7篇论文，培养硕士研究生5名。论文被SCI收录5篇，EI收录6篇，其中5篇是发表在海洋工程领域权威期刊Coastal Engineering和Ocean Engineering。所取得研究成果主要为：（1）缓坡上低频波浪的解析分离；（2）细长港对孤立波的响应；（3）封闭港口对初始扰动的响应；（4）能量衰减对波浪调制不稳定性演化影响的研究；（5）港湾振荡过程中港内低频波浪的数值研究；（6）孤立波作用下复杂形状港口响应的数值研究；（7）港口口门对低频波浪绕射的数值研究。