國家自然科學(xué)基金青年基金申請范文標(biāo)書－波浪輻射應(yīng)力垂向變化對波流相互作用流速剖面的影響

1、申請代碼：受理部門： 收件日期：受理編號：國家自然科學(xué)基金您現(xiàn)在不能檢查保護(hù)文檔或打印文檔，請根據(jù)以下三個步驟操作： 1)如果您是Word2000或以上版本用戶，請把Word宏的平安性設(shè)為:中 方法: Word菜單-工具-宏-平安性-平安級,設(shè)置為中 (如果您是Word97用戶，繼續(xù)執(zhí)行以下步驟) 2)關(guān)閉本文檔，重新翻開本文檔 3)點(diǎn)擊啟用宏按鈕，即可開始填寫本文檔或打印了申 請 書資助類別： 亞類說明： 附注說明： 工程名稱： 申 請 者： ： 依托單位： 通訊地址： 郵政編碼： 單位 ： 電子郵件： 申報(bào)日期： 200 FORMTEXT 5年 FORMTEXT 03月 FORMTEXT

2、03日國家自然科學(xué)基金委員會根本信息w48D59PI申 請 者 信 息姓名xingming性別男出生年月1972年2月民族漢族學(xué)位博士職稱副教授主要研究領(lǐng)域海岸動力學(xué)電子郵件個人網(wǎng)頁 工作單位河海大學(xué) /海岸及海洋工程研究所在研工程批準(zhǔn)號 依托單位信息名稱代 碼21002401 聯(lián)系人陸宏生 電子郵件網(wǎng)站地址 合作單位信息單 位 名 稱代 碼 項(xiàng) 目 基 本 信 息工程名稱資助類別面上工程 亞類說明青年科學(xué)基金工程 附注說明 申請代碼E0904:河

3、流、海岸動力學(xué)及泥沙研究D0606:工程海洋學(xué)基地類別水利部河口海岸工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室部門開放預(yù)計(jì)研究年限2006年1月 2021年12月研究屬性應(yīng)用根底研究 摘 要工程研究內(nèi)容和意義簡介限400字： FORMTEXT 應(yīng)用波浪理論和數(shù)值分析方法，推求有限振幅波輻射應(yīng)力沿水深分布函數(shù)，分析波浪輻射應(yīng)力垂向變化特性。進(jìn)行波流水槽試驗(yàn)，利用LDV量測流速剖面，通過量綱分析，總結(jié)波流相互作用下的流速剖面變化規(guī)律。從流體動力學(xué)根本原理出發(fā)，建立反映波浪輻射應(yīng)力垂向變化的波流相互作用垂向二維數(shù)值模式，采用數(shù)值試驗(yàn)手段，計(jì)算分析波浪輻射應(yīng)力垂向變化對波流相互作用下流速剖面的影響程度與影響機(jī)制。通過研究，揭示波

4、流相互作用下流速剖面的變化規(guī)律及其受輻射應(yīng)力垂向變化影響的機(jī)制，為建立模擬波流相互作用三維狀況的數(shù)值模型，進(jìn)而開展破波帶內(nèi)底部反向流、離岸水下沙壩的成因以及波流相互作用下的泥沙運(yùn)動和污染物輸移過程等方面的研究打下根底。關(guān) 鍵 詞(用分號分開，最多5個) FORMTEXT 波流相互作用；輻射應(yīng)力；垂向變化；流速剖面。 工程組主要成員(杰出青年科學(xué)基金不填此欄)編號姓 名出生年月性別職 稱學(xué) 位單位名稱 電子郵件工程分工每年工作時(shí)間月11975-5-20 男講師碩士河海大學(xué)輻射應(yīng)力垂向變化研究 7 21975-12-1 女講師碩士河海大學(xué)yq

5、 建立數(shù)值模型 6 31969-9-28 男實(shí)驗(yàn)師學(xué)士河海大學(xué)myyy008hotmail 水槽試驗(yàn)研究 6 41979-5-1 女助教學(xué)士河海大學(xué) 數(shù)值計(jì)算與分析 6 51981-5-1 男碩士生學(xué)士河海大學(xué)quitelakelyqsina 影響機(jī)制分析 6 61980-5-28 男碩士生學(xué)士河海大學(xué) 水槽實(shí)驗(yàn)與分析 6 789總?cè)藬?shù)高級中級初級博士后博士生碩士生 FORMTEXT =ffdMmb_seni

6、orno+ffdMmb_middle_no+ffdMmb_juniorno+ffdMmb_postdrno+ffdMmb_drcanno +ffdMmb_mscanno 77 FORMTEXT 1 FORMTEXT 3 FORMTEXT 0 FORMTEXT 0 FORMTEXT 0 FORMTEXT 3說明: 1. 高級、中級、初級、博士后、博士生、碩士生人員數(shù)由申請者負(fù)責(zé)填報(bào)，總?cè)藬?shù)自動生成。說明: 2. 工程組主要成員不包括工程申請者。經(jīng)費(fèi)申請表 金額單位：萬元科目申請經(jīng)費(fèi)備注計(jì)算依據(jù)與說明一.研究經(jīng)費(fèi) FORMTEXT =sum(tbl_budget b3:b3) + sum(tbl_

7、budget b9:b9)+ sum(tbl_budget b12:b12) + sum(tbl_budget b15:b16) 1818.0000 FORMTEXT 1.科研業(yè)務(wù)費(fèi) FORMTEXT =sum(tbl_budget b4:b8) 1515.0000 FORMTEXT 1測試/計(jì)算/分析費(fèi) FORMTEXT 10.0000 FORMTEXT 理論推導(dǎo)、物模試驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算與機(jī)理分析。2能源/動力費(fèi) FORMTEXT 2.0000 FORMTEXT 1 FORMTEXT 水電費(fèi)。3會議費(fèi)/差旅費(fèi) FORMTEXT 1.5000 FORMTEXT 參加國內(nèi)學(xué)術(shù)會議和調(diào)研費(fèi)用。4出版物

8、/文獻(xiàn)/信息傳播費(fèi) FORMTEXT 1.5000 FORMTEXT 報(bào)告、論文印刷費(fèi)與版面費(fèi)、復(fù)印費(fèi)、上網(wǎng)費(fèi)。5其它 FORMTEXT FORMTEXT 2.實(shí)驗(yàn)材料費(fèi) FORMTEXT =sum(tbl_budget b10:b11) 1.51.5000 FORMTEXT 1原材料/試劑/藥品購置費(fèi) FORMTEXT 1.5000 FORMTEXT 購置實(shí)驗(yàn)材料、計(jì)算機(jī)耗材等。2其它 FORMTEXT FORMTEXT 3.儀器設(shè)備費(fèi) FORMTEXT =sum(tbl_budget b13:b14) 00.0000 FORMTEXT 1購置 FORMTEXT FORMTEXT 2試制 F

9、ORMTEXT FORMTEXT 4.實(shí)驗(yàn)室改裝費(fèi) FORMTEXT 1.5000 FORMTEXT 改裝實(shí)驗(yàn)控制室。5.協(xié)作費(fèi) FORMTEXT FORMTEXT 二.國際合作與交流費(fèi) FORMTEXT =sum(tbl_budget b18:b19) 22.0000 FORMTEXT 1.工程組成員出國合作交流 FORMTEXT 2.0000 FORMTEXT 參加XXXII IAHR Congress費(fèi)用。2.境外專家來華合作交流 FORMTEXT FORMTEXT 三.勞務(wù)費(fèi) FORMTEXT 1.3500 FORMTEXT 研究生助研費(fèi)。四.管理費(fèi) FORMTEXT 0.6500 F

10、ORMTEXT 校管理費(fèi)。合 計(jì) FORMTEXT =sum(tbl_budget b2:b2)+sum(tbl_budget b17:b17)+sum(tbl_budget b20:b21) 2222.0000 FORMTEXT 與本工程相關(guān)的其他經(jīng)費(fèi)來源國家其他方案資助經(jīng)費(fèi) FORMTEXT 其他經(jīng)費(fèi)資助含部門匹配 FORMTEXT 其他經(jīng)費(fèi)來源合計(jì) FORMTEXT =sum(tbl_budget c23:c24) 00.0000報(bào)告正文一立項(xiàng)依據(jù)與研究內(nèi)容： 工程的立項(xiàng)依據(jù)近岸水動力環(huán)境涉及海岸資源開發(fā)、近岸環(huán)境保護(hù)及沿海濕地系統(tǒng)維護(hù)等的正確評估與論證。然而，由于近岸水動力環(huán)境要素之間

11、的互制作用，形成一個多重時(shí)間空間尺度并存、兼具非均勻非恒定性的復(fù)雜系統(tǒng)，要準(zhǔn)確完整地預(yù)報(bào)近岸水動力環(huán)境亟需深入開展研究。實(shí)際的海岸動力環(huán)境十分復(fù)雜，特別是兩大主要動力因子，波浪和水流的相互作用在河口海岸地區(qū)非常普遍，這種作用影響和控制著諸如河口海岸地區(qū)的泥沙輸移與岸灘演變以及海岸海洋結(jié)構(gòu)物的動力載荷。因而波流相互作用問題一直是海岸動力學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。雖然有關(guān)波流相互作用的研究在波流相互作用能量交換、波流場的相互影響、波流共存對結(jié)構(gòu)物和泥沙輸運(yùn)的影響等方面取得重要的進(jìn)展1，然而波流相互作用屬非線性科學(xué)的前沿問題，特別是強(qiáng)非線性波與任意剖面流的互制機(jī)理仍不明確，這也是水波水力學(xué)的研究難點(diǎn)之一。波

12、流相互作用的研究包括水流存在時(shí)波浪要素的變化以及水流、波浪的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化，前者的研究已有較成熟的成果，而對后者的認(rèn)識仍存在缺乏。由于水流運(yùn)動粘性的影響可以擴(kuò)展到整個水深，而波浪邊界層只占水深的一小局部，所以低剪切率和低紊動度的水流運(yùn)動對高剪切率和高紊動度的波浪邊界層的影響要比波浪對水流運(yùn)動的影響小得多。因此，研究水流、波浪的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化關(guān)鍵在于探明波浪對于流速剖面的影響。波流相互作用下流速剖面的研究歷來受到重視，Kemp和Simons，Klopman 分別進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)研究24。Grant 和Madsen，Myrhaug 和Slaattelid，Sleath，You et al.，Malarkey

13、和 Davies等分別通過假設(shè)渦粘系數(shù)的垂向分布，將流速梯度與底部剪切應(yīng)力建立聯(lián)系，采用特殊函數(shù)來分析求解波流相互作用下流速剖面59；孫紅等10從NS方程出發(fā)，以波高、周期、水深、尼古拉茲常量、參考點(diǎn)位置和流速作為參數(shù)，用渦動粘滯系數(shù)模型封閉波流相互作用下的流動方程，提出了一個求解整個水深內(nèi)的斷面流速分布的方法，求解摩阻流速和全水深的時(shí)均流速分布，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比擬；吳永勝等11利用k-方程聯(lián)合求解了邊界層內(nèi)外的波流運(yùn)動，在理論上解釋了時(shí)均流速發(fā)生變化的機(jī)理，并將數(shù)值結(jié)果與已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果做了較詳細(xì)的比擬，該模型以線性波浪為根底，針對線性波浪與水流之間的共同作用進(jìn)行了討論；這些研究主要著眼于

14、波流相互作用下底部運(yùn)動特性對流速剖面的影響，所得到的流速剖面在底部與實(shí)測資料吻合良好，而在波浪能量集中的上部卻存在明顯缺乏。Nielsen 和You 基于單位斷面積上總剪切應(yīng)力的垂向變化和正應(yīng)力的水平變化相平衡，采用線性波理論導(dǎo)得平均波作用項(xiàng)的表達(dá)式，建立了波流相互作用下水平平均流速的理論公式12。Dingemans等人將波浪的影響處理成Craik-Leibovich渦的作用，開展了垂向二維的數(shù)值模式，用于解釋波浪作用引起歐拉平均水平速度剖面變化的機(jī)制13。Groeneweg 等人先后建立了1DV和2DV的廣義拉格朗日模型來研究波流相互作用下波浪對水平平均流速的影響，包括波浪產(chǎn)生的驅(qū)動力的直接

15、影響和二次環(huán)流的間接影響14,15。Uittenbogaard 提出一個基于歐拉坐標(biāo)系的1DV新算法，采用線性化的Poisson算子求解動水壓強(qiáng)的垂向分布，通過求解平均水流運(yùn)動方程和質(zhì)點(diǎn)軌跡分量模擬波流相互作用下的流速剖面16。這些研究那么基于力的平衡討論波流相互作用下流速剖面的變化，雖然得到的流速剖面與實(shí)測資料吻合較好，但是計(jì)算成果卻在很大程度上取決于所采用的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。在現(xiàn)有的關(guān)于波流相互作用的研究中，尚未考慮波浪輻射應(yīng)力的影響，這是造成上述缺乏的重要原因。波浪輻射應(yīng)力的概念是由Longuet-Higgins 和Stewart首先提出的17，由于其能夠反映了波浪和水流相互作用時(shí)的能量交換，因

16、而在波流相互作用問題的研究中得到廣泛的應(yīng)用1827，不過所應(yīng)用的輻射應(yīng)力都是利用有限均勻水深二維線性波動解的公式。然而，文獻(xiàn)28 應(yīng)用線性波理論，將垂向考察區(qū)域分為波谷以下局部、波谷至平均水面局部以及平均水面以上局部，分段推求得到波浪剩余動量流沿水深分布函數(shù)，建立了任意波向角時(shí)波浪剩余動量流各分量的計(jì)算表達(dá)式，給出深水及淺水條件下的漸近表達(dá)式，計(jì)算分析了波浪剩余動量流垂向分布情況；研究說明波浪輻射應(yīng)力各分量沿水深并非均勻分布，而且各分量垂向變化情況不盡相同，波浪輻射應(yīng)力主分量在垂向上還存在反向變化的現(xiàn)象。文獻(xiàn)29從N-S方程出發(fā)，建立了基于線性波輻射應(yīng)力垂向分段均勻變化的三維波生近岸流模型，計(jì)

17、算結(jié)果較好地復(fù)演了實(shí)驗(yàn)室的波生近岸流流場狀況，模型中并沒有考慮波流相互作用。本課題將計(jì)算分析有限振幅波輻射應(yīng)力垂向變化特性，從NS方程出發(fā)，建立反映波浪輻射應(yīng)力垂向變化的波流相互作用垂向二維數(shù)值模式，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證的根底上，通過比擬與采用沿水深均勻分布的波浪輻射應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果的差異，討論波浪輻射應(yīng)力垂向變化對波流相互作用流速剖面的影響程度和影響機(jī)制，嘗試從一個新的途徑探討波流相互作用的非線性機(jī)制。就波流相互作用的本質(zhì)是三維狀況而言，今后的開展在于研究和揭示波流相互作用的機(jī)理，開展和完善三維數(shù)值模式。通過研究波浪輻射應(yīng)力垂向變化對波流相互作用下流速剖面的影響，建立反映波浪輻射應(yīng)力垂向變化的波流相

18、互作用垂向二維數(shù)值模式，到達(dá)揭示波流相互作用流速剖面的變化規(guī)律及其影響機(jī)制的目的，為建立模擬波流相互作用三維狀況的數(shù)值模型、進(jìn)而開展破波帶內(nèi)底部反向流、離岸水下沙壩的成因以及波流共存場的泥沙運(yùn)動和污染物輸移過程等方面的研究打下根底。因而，研究波浪輻射應(yīng)力垂向變化對波流相互作用下流速剖面的影響不僅具有重要的科學(xué)價(jià)值，也具有廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)：1 王濤,李家春. 波流相互作用研究進(jìn)展. 力學(xué)進(jìn)展,1999,29(3):331-343.2 Kemp P H, Simons R R. The interaction of waves and a turbuleny curren: wave pr

19、opagating with the current. J Fluid Mech., 1982, 116:227-250. 3 Kemp P H, Simons R R. The interaction of waves and a turbuleny curren: wave propagating against the current. J Fluid Mech., 1983,130:73-89.4 Klopman G. Vertical structure of the flow due to waves and currents. Tech. Rept. H840.32, Delft

20、 Hydraulics. 1994.5 Grant W D, Madsen O S. Combined wave and current interaction with a rough bottom. J Geophysical Res., 1979,84:1797-1808.6 Myrhaug D, Slaattelid O H. Combined wave and current boundary layer model for fixed rough seabeds. Coastal Engineering, 1989, 16(2):119-142.7 Sleath J F A. Ve

21、locity and bed friction in combined flows. Proc. 22th Int.Conf.on Coastal Engrg., 1990:450-463.8 You Z J, Wilkinson D L, Nielson P. Velocity distribution of waves and currents in combined flows. Coastal Engineering, 1991, 18:525-543.9 Malarkey J, Davies A G. Modelling wave-current interactions in ro

22、ugh turbulrnt bottom boundary layers. Ocean Engrg., 1998, 25(2-3):119-14110 孫紅,韓光,陶建華. 波流相互作用下沿垂向的水流結(jié)構(gòu)及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證. 水利學(xué)報(bào),2001, (7):63-68.11 吳永勝,練繼建,王兆印,張慶河. 波浪水流相互作用模型. 水利學(xué)報(bào),2002, (4):13-17.12 Nielsen P, You Z J. Eulerian mean velocities under non-breaking waves on horizontal bottoms. Proc. 25th Int. Conf

23、. on Coastal Engrg., 1996: 4066-4078.13 Dingemans M W, van Kester J A, Radder A C, Uittenbogaard R E. The effect of the CL-vortex force in 3D wave-current interactions. Proc. 25thInt. Conf. on Coastal Engrg., 1996:4821-4832.14 Groeneweg J, Klopman G. Changes of the mean velocity profiles in the comb

24、ined wave-current motion described in GLM formulation. J Fluid Mech., 1998, 370:271-29615 Groeneweg J, Battjes J A. 3D wave-current interactions in wave-current channels. Proc. 26th Int. Conf. on Coastal Engrg., 1998:732-744.16 Uittenbogaard R E. 1D simulation of wave current interaction. Proc. 27th

25、 Int. Conf. on Coastal Engrg., 2000:255-268.17 Longue-Higgins M S, Stewart R W. Radiation stresses in water waves: a physical discussion with applications. Deep-sea Res., 1964, 11:529-562.18 嚴(yán)以新. 潮汐河口地區(qū)的波流相互作用數(shù)學(xué)模型. 海洋工程,1989,7(3):47-56.19 侯廷易,楊博仁,林銘崇.波流互制作用下之流場分析.第十七屆海洋工程研討會暨1995兩岸港口及海岸開發(fā)研討會論文集. 臺南,

26、 1995: 37-5220 Taerim K, Hsiang W. Numerical modeling of nearshore morphological changes under a current-wave field. Proc. 25th Int. Conf. on Coastal Engrg., 1996:3830-3845.21 白輔中,黃蕙.輻射應(yīng)力理論在波流相互作用中的應(yīng)用.河海大學(xué)學(xué)報(bào),1997,(6):116-118.22 張海文,陶建華. 近岸波流作用下結(jié)構(gòu)物附近海岸演變的數(shù)值模擬. 海洋學(xué)報(bào),2000, 22(1):117-124.23 白玉川,顧元棪,蔣昌波.

27、 潮流波浪聯(lián)合輸沙及海床沖淤演變的理論體系與其數(shù)學(xué)模擬. 海洋與湖沼,2000, 31(2):186-196.24 劉應(yīng)中,時(shí)鐘. 河口波流相互作用數(shù)學(xué)模型. 海洋科學(xué),2001, 25(5):42-46.25 Maclver R D, Simons R R, Thomas G P. Comparison of experimental measurements and theoretical predictions for three-dimensional wave- current interactions. Proc. 4th Coastal DynamicsConf., 2001:8

28、02-819.26 Park J C, Kim M H, Miyata H. Three-dimensional numerical wave tank simulations on fully nonlinear wave-curren interactions. J Marine Science and Technology, 2002, 7(2):70-82. 27 Ryu S, Kim M H, Lynett P J. Fully nonlinear wave-current interactions and kinematics by a BEM-based numerical wa

29、ve tank. Computational Mechanics, 2003, 32(4-6):336-346.28 鄭金海,嚴(yán)以新. 波浪輻射應(yīng)力張量的垂向變化. 水動力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯),2001,16(2): 246-253.29 Nobuoka H, Mimura N, Kato H. Three-dimensional nearshore currents model based on vertical distribution of radiation stress. Proc. 26th Int. Conf. on Coastal Engrg., 1998:829-842.工程

30、的研究內(nèi)容、研究目標(biāo),以及擬解決的關(guān)鍵問題研究內(nèi)容推求有限振幅波輻射應(yīng)力的垂向分布函數(shù)，分析波浪輻射應(yīng)力垂向分布情況。量測不同周期、波高的規(guī)那么波、不規(guī)那么波在不同水深條件下與正向、逆向強(qiáng)流、弱流的相互作用以及相應(yīng)的純水流、純波浪情形等工況下波流相互作用下流速剖面，研究波流相互作用下全水深的流速結(jié)構(gòu)隨各種參量的變化規(guī)律。建立反映波浪輻射應(yīng)力垂向變化的波流相互作用垂向二維數(shù)值模式。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證的根底上，通過比擬與采用沿水深均勻分布的波浪輻射應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果的差異，討論波浪輻射應(yīng)力垂向變化對波流相互作用流速剖面的影響程度和影響機(jī)制。研究目標(biāo)說明波浪輻射應(yīng)力垂向變化對波流相互作用流速剖面的影響，揭示

31、波流相互作用流速剖面變化規(guī)律與機(jī)理。擬解決的關(guān)鍵問題1推導(dǎo)有限振幅波輻射應(yīng)力垂向分布函數(shù)；2總結(jié)波流相互作用下全水深流速剖面的變化規(guī)律；3建立反映波浪輻射應(yīng)力垂向變化的波流相互作用垂向二維數(shù)值模式。擬采取的研究方案及可行性分析研究方法1應(yīng)用波浪理論和數(shù)值分析方法，在已經(jīng)建立的任意波向角線性波輻射應(yīng)力各分量沿水深變化的計(jì)算表達(dá)式的根底上，將垂向考察區(qū)域分為波谷以下局部、波谷至平均水面局部以及平均水面以上局部，分段推求得到有限振幅波輻射應(yīng)力沿水深分布函數(shù)，給出深水及淺水條件下的漸近表達(dá)式，分析輻射應(yīng)力垂向分布特性。2 進(jìn)行波流水槽模型試驗(yàn)，利用LDV量測流速剖面，獲取不同位相波流相互作用下水平速度

32、的垂直分布。通過量綱分析方法，與純波、純流情況下的流速垂向分布相比擬，總結(jié)各種組合下的流速剖面變化規(guī)律。3根據(jù)流體動力學(xué)根本原理，從NS方程出發(fā)，建立反映波浪輻射應(yīng)力垂向變化的波流相互作用垂向二維模式，采用數(shù)值試驗(yàn)手段，計(jì)算線性波、有限振幅波輻射應(yīng)力垂向變化對波流相互作用下流速垂直結(jié)構(gòu)的影響程度和影響機(jī)制。技術(shù)線路可行性分析利用河海大學(xué)“211建設(shè)期間建成的波流水槽開展物理模型取得實(shí)測數(shù)據(jù)，根據(jù)波浪理論以數(shù)值分析推導(dǎo)波浪輻射應(yīng)力沿水深分布函數(shù)，從流體動力學(xué)根本原理出發(fā)通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證建立反映波浪輻射應(yīng)力垂向變化的波流相互作用垂向二維數(shù)值模式，在此根底上計(jì)算分析波浪輻射應(yīng)力垂向變化對波流相互作

33、用流速剖面的影響。采用理論分析、水槽實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式開展研究。研究具備良好的根底，數(shù)值計(jì)算與模型試驗(yàn)將利用水利部河口海岸工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室齊全的設(shè)備，技術(shù)線路明晰，研究方案可行。本工程的特色與創(chuàng)新之處提出有限振幅波輻射應(yīng)力沿水深分布函數(shù)，建立反映波浪輻射應(yīng)力垂向變化的波流相互作用垂向二維數(shù)值模式，計(jì)算分析波浪輻射應(yīng)力垂向變化對波流相互作用流速剖面的影響情況。通過對國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的檢索，尚未發(fā)現(xiàn)有從限振幅波輻射應(yīng)力垂向變化探討波流相互作用的非線性機(jī)理的文獻(xiàn)。年度研究方案及預(yù)期研究結(jié)果年度研究方案:時(shí) 間理 論推 導(dǎo)物 理試 驗(yàn)數(shù) 值計(jì) 算機(jī) 理分 析成 果整 理2006年12345678

34、91011122007年1234567891011122021年123456789101112預(yù)期研究結(jié)果:完成波浪輻射應(yīng)力垂向變化對波流相互作用流速剖面的影響研究，主要研究結(jié)果包括：波浪輻射應(yīng)力垂向分布函數(shù)及其變化規(guī)律，波流相互作用流速剖面變化規(guī)律及其計(jì)算模式，波浪輻射應(yīng)力垂向變化對波流相互作用流速剖面的影響程度與機(jī)制。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊和會議發(fā)表論文45篇，其中SCI、EI檢索論文23篇。培養(yǎng)碩士研究生1名，完成“波流相互作用流速剖面變化規(guī)律及其影響機(jī)制學(xué)位論文。二研究根底與工作條件工作根底本課題申請人作為主要參加人完成了教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金工程“波浪剩余動量流沿水深分布研究

35、No.98029402。在?Acta Oceanologica Sinica?、?Journal of Hydrodynamics?、?水動力學(xué)研究與進(jìn)展?和?水利水電科技進(jìn)展?等期刊發(fā)表“Vertical variations of wave-induced radiation stress tensor 、“波浪輻射應(yīng)力張量的垂向變化、“Distribution of wave-induced excess momentum fluxes over depth and application to three dimensional numerical modeling of wavecu

36、rrent interactions、“波浪輻射應(yīng)力理論的研究與應(yīng)用進(jìn)展等4篇第一作者論文，參加了在南京召開的第九屆全國海岸工程學(xué)術(shù)討論會，宣讀了“垂直于平直等深線入射的波浪輻射應(yīng)力沿水深分布計(jì)算分析論文。這為研究有限振幅波輻射應(yīng)力垂向變化及其對波流相互作用流速剖面打下堅(jiān)實(shí)根底。此外，工程組的其他老師參加了“長江口導(dǎo)堤斜向涉及波流共同作用模型試驗(yàn)等研究工作，以往的研究使我們在理論分析、物模試驗(yàn)和數(shù)值模擬方面都積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。還有，工程組成員由年輕老師和研究生組成，學(xué)術(shù)思想活潑，投入時(shí)間充分，在全體成員的共同努力下，經(jīng)過辛勤工作，是可在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)完成并取得預(yù)期研究成果的。課題組成員承當(dāng)或參加

37、完成的主要研究工程有： 1“分流河口的水動力特征及其形成機(jī)制， 國家自然科學(xué)基金工程N(yùn)o.50079003，20012003 ，主要參加人，建立了分流河口三維水流鹽度數(shù)學(xué)模型。2“波浪剩余動量流沿水深分布研究，博士點(diǎn)專項(xiàng)科研基金工程N(yùn)o.98029402，19982001 ，主要參加人，推求出線性波波浪剩余動量流沿水深分布函數(shù)，分析其變化特性。3“黃浦江吳淞口至張華浜航道改善方案數(shù)學(xué)模型計(jì)算研究，20012002 ，工程負(fù)責(zé)人，建立黃浦江吳淞口至張華浜航道三維水流數(shù)學(xué)模型，計(jì)算分析不同方案的水流變化情況。4“深圳河河口問題研究數(shù)學(xué)模型計(jì)算，20002001，工程負(fù)責(zé)人，建立深圳河河流河口海灣二

38、維水流泥沙數(shù)學(xué)模型，計(jì)算分析河口填海造地對防洪與泥沙淤積的影響，提出解決方案。5“岱山中心漁港廢舊輪胎浮筏式防波堤主要尺度設(shè)計(jì)及斷面波浪試驗(yàn)，2001，主要參加人，參與波浪水槽斷面模型試驗(yàn)。6“嵊泗中心漁港綜合治理工程凹角堤段前波高分布的整體模型試驗(yàn)研究，2001，主要參加人，參與波浪港池整體模型試驗(yàn)。7“上海泰和路越江隧道深槽管段抬高數(shù)學(xué)模型計(jì)算研究，19992000，課題負(fù)責(zé)人，建立黃浦江三維水流數(shù)學(xué)模型，計(jì)算分析越江隧道深槽管段對鄰近水域的防洪與船舶航行的影響。8“長江口導(dǎo)堤斜向涉及波流共同作用模型試驗(yàn)，19981999，主要參加人，參與波浪水槽斷面模型試驗(yàn)。課題組成員取得的主要獲獎成果

39、有：1“珠江三角洲航道網(wǎng)水沙及數(shù)學(xué)模型研究獲廣東省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎，負(fù)責(zé)東江航道網(wǎng)水沙數(shù)學(xué)模型建模與計(jì)算分析。2“上海泰和路越江隧道深槽管段抬高對流態(tài)和河床演變影響的研究獲2001年度交通部優(yōu)秀水運(yùn)工程咨詢成果獎三等獎，負(fù)責(zé)黃浦江三維水流數(shù)學(xué)模型建模與計(jì)算分析。3?長江河口鹽淡水混和的數(shù)值模擬計(jì)算?獲南京市第五屆自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文三等獎，排名第1。工作條件本課題的研究將利用設(shè)在河海大學(xué)的水利部河口海岸工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室配備有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)工作站，可供課題組成員開展理論分析和數(shù)值計(jì)算研究；以及與本課題有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如不規(guī)那么波流水槽、激光測速儀LDV、浪高儀與SG800數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，可

40、以保證本課題中水槽實(shí)驗(yàn)的順利開展。申請人簡歷一鄭金海，博士，副教授，1972 年2月出生。學(xué)歷：1995.091998.09，河海大學(xué)，海岸工程專業(yè)，獲博士學(xué)位。1993.091995.07，河海大學(xué)，海岸工程專業(yè)，提前攻讀博士學(xué)位。1989.091993.07，河海大學(xué)，港口與航道工程專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位。研究工作簡歷：2001.4 河海大學(xué)交通與海洋工程學(xué)院，副教授。2002.7 獲得碩士研究生指導(dǎo)教師任職資格。2001.9 獲比利時(shí)FLANDERS政府獎學(xué)金資助，參加“港口環(huán)境保護(hù)技術(shù)研討班。1998.92001.3 河海大學(xué)港口航道及海岸工程學(xué)院，講師。發(fā)表的主要論文：Zheng Jinh

41、ai, Zhong Husui, Yang Haibo. “Experimental study on floating mat breakwater in Daishan Central Fishery Harbor, In: Lanka Hydraulic Institute (eds), Proceedings of 6th International Conference on Coastal & Port Engineering in Developing Countries, Colombo, Sri Lanka, 2003, Paper No.13, 1 8 (CD-ROM)Zh

42、eng Jinhai, Wang Yigang. “Numerical study on navigation channel improvement scheme in Huangpu river, In: Ganoulis J and Prinos P (eds), Proceedings of 30th IAHR Congress, Thessaloniki, Greece, 2003, VOL. CII, 535541. (CD-ROM)鄭金海. “貼體正交曲線坐標(biāo)系下水流泥沙數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建與應(yīng)用, 海洋通報(bào)，2003, 22(1): 18.Zheng Jinhai,Yan Yixin

43、, Zhu Yuliang. Three dimensional baroclinic numerical model for simulating fresh and salt water mixing in the Yangtze Estuary. China Ocean Engineering, 2002,16(2): 227-238. SCI、EI檢索鄭金海, 王義剛. 黃浦江航道改善方案的三維水流數(shù)學(xué)模型計(jì)算. 水運(yùn)工程,2002, (1): 34-37.Zheng Jinhai, Yan Yixin, Zhu Yuliang. Three-dimensional computati

44、on of tidal flow around submerged cross-river tunnel in the curved reach of Huangpu river. Proc. of 29th IAHR Congress,2001:630-638.ISTP檢索Zheng Jinhai, Yan Yixin. Vertical variations of wave-induced radiation stress tensor. Acta Oceanologica Sinica, 2001, 20(4): 597-605.鄭金海,嚴(yán)以新. 波浪輻射應(yīng)力張量的垂向變化. 水動力學(xué)研

45、究與進(jìn)展(A輯),2001,16(2): 246-253.Zheng Jinhai, Yan Yixin. Numerical study on Shenzhen River estuarine problem of reclamation. Proc. of First Asian and Pacific Coastal Engineering, 2001:525-533. ISTP檢索Zheng Jinhai, Yan Yixin, Qu Yonggang. Spectral analysis of group waves run-up. Proc. of 8th Internationa

46、l Symposium on Stochastic Hydraulics, 2000: 787-792. ISTP檢索Zheng Jinhai, Yan Kai, Yan Yixin. Distribution of wave-induced excess momentum fluxes over depth and application to three dimensional numerical modeling of wavecurrent interactions. Journal of Hydrodynamics (Ser.B), 1999,11(4):67-74.鄭金海,嚴(yán)以新.

47、 波浪輻射應(yīng)力理論的研究與應(yīng)用進(jìn)展. 水利水電科技進(jìn)展,1999,19(6):5-7.獲獎情況：2003.12，“珠江三角洲航道網(wǎng)水沙及數(shù)學(xué)模型研究獲廣東省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎，負(fù)責(zé)東江航道網(wǎng)水沙數(shù)學(xué)模型建模與計(jì)算分析。2003.10，?長江河口鹽淡水混和的數(shù)值模擬計(jì)算?獲南京市第五屆自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文三等獎，排名第1。2002.12，“泰和路越江隧道深槽管段抬高數(shù)學(xué)模型計(jì)算獲河海大學(xué)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎，排名第3。2001.12，“上海泰和路越江隧道深槽管段抬高對流態(tài)和河床演變影響的研究獲2001年度交通部優(yōu)秀水運(yùn)工程咨詢成果獎三等獎，負(fù)責(zé)黃浦江三維水流數(shù)學(xué)模型建模與計(jì)算分析。2000.12，“海岸河口水流數(shù)值模型研究及其應(yīng)用獲河海大學(xué)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎，排名第5。承當(dāng)工作：負(fù)責(zé)工程，進(jìn)行理論推導(dǎo)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，建立數(shù)值模型，研析影響機(jī)制。二吳維登，碩士，講師，1975 年5月出生。學(xué)歷：1998.092001.10，河海大學(xué)，海岸工程專業(yè)，獲碩士學(xué)位。 1992.091996.07，青島海洋大學(xué)，物理海洋學(xué)專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位。研究工作簡歷：1996.082003.04 河海大學(xué)交通與海洋工程學(xué)院