1、畸形波（Freak Wave）是近年來(lái)為人們所觀測(cè)到的一種瞬時(shí)出現(xiàn)的巨浪，其波高達(dá)本海域有義波高的兩倍以上，具有強(qiáng)非線(xiàn)性波浪的特征。 由于畸形波對(duì)于海洋工程結(jié)構(gòu)物具有極大的破壞性，因此隨著海洋石油開(kāi)發(fā)向深海邁進(jìn)，畸形波這一強(qiáng)非線(xiàn)性波浪的危害已不可忽視。為發(fā)展深海海洋工程模型試驗(yàn)中的海洋環(huán)境模擬技術(shù)，需要在海洋工程水池中進(jìn)行畸形波這一強(qiáng)非線(xiàn)性波浪的模擬研究。 本文主要是利用數(shù)值方法分析了在海洋工程水池中模擬畸形波的方法，并

2、通過(guò)試驗(yàn)加以驗(yàn)證，從而在海洋工程試驗(yàn)中模擬這種復(fù)雜海洋環(huán)境。 首先分析了實(shí)際海洋工程水池中對(duì)波浪主要影響的因素。在此基礎(chǔ)上建立了海洋工程水池的數(shù)值模型，將實(shí)際水池中的造波、消波、進(jìn)流和出流等各種功能區(qū)域在數(shù)值模型中進(jìn)行了模擬，從而更加準(zhǔn)確地模擬了水池的實(shí)際特性。通過(guò)自編程序控制造波和消波在水池中模擬了規(guī)則波，并分析了波浪在水池中的傳播和變化，以及水池各部分對(duì)波浪的影響。采用模擬瞬間波的方法在海洋工程水池中模擬畸形波，并對(duì)瞬間波在

3、水池中的傳播和變形進(jìn)行了計(jì)算。最終通過(guò)不規(guī)則波和瞬間波的疊加實(shí)現(xiàn)了海洋工程水池內(nèi)畸形波的模擬，得到了較好的結(jié)果。 海洋環(huán)境中波浪和流的耦合影響不可忽視，而海洋工程水池內(nèi)的流場(chǎng)比較復(fù)雜，因此在流場(chǎng)中能否模擬畸形波需要分析流對(duì)波浪的影響。首先在數(shù)值水池中模擬了水池的流場(chǎng)，分析了流場(chǎng)細(xì)部特征和有可能使波浪產(chǎn)生變形的區(qū)域。在流場(chǎng)環(huán)境下對(duì)規(guī)則波和瞬間波進(jìn)行了計(jì)算和分析。數(shù)值模擬結(jié)果表明，在海洋工程水池的流場(chǎng)中可以模擬畸形波，但出現(xiàn)的位置與

4、均勻流作用下波浪傳播的理論值有差異。 在數(shù)值模擬基礎(chǔ)上，通過(guò)編制程序控制造波機(jī)的運(yùn)動(dòng)在海洋工程水池中成功模擬了瞬間波和畸形波，得到了滿(mǎn)意的結(jié)果。 通過(guò)數(shù)值計(jì)算和物理實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)瞬間波方法模擬畸形波是可行的。而數(shù)值海洋工程水池可為海洋結(jié)構(gòu)物模型試驗(yàn)的復(fù)雜海洋環(huán)境模擬工作提供一個(gè)數(shù)值計(jì)算平臺(tái)，對(duì)于模型試驗(yàn)有很好的指導(dǎo)意義。其計(jì)算結(jié)果可以指導(dǎo)物理試驗(yàn)的發(fā)展，優(yōu)化試驗(yàn)技術(shù)，并評(píng)估各種海洋環(huán)境模擬的方法。因此這種數(shù)值方法具有廣闊