波浪在变水深区域,波浪折射波能聚集,波高增大,是极端波浪可能形成的机理之一,因此对地形导致的波浪空间聚焦特性的研究具有重要意义。本文采用非静压模型通过数值模拟的方法对波浪空间聚焦的影响因素进行了详细研究。通过重复前人的物理实验,验证非静压模型模拟变水深地形上波浪演化的准确性。在此基础之上对带凸起的斜坡浅滩以及圆锥和圆台两类地形上波浪空间聚焦的特性以及影响因素进行了详细探讨。研究发现波浪在带凸起的斜坡浅滩地形上传播时,波浪发生空间聚焦,波高增大,非线性增强。聚焦特性受入射波浪初始kh值、无纲参数kR值和斜坡凸起形状的影响。入射波浪kh值越小,波浪非线性相互作用越强,波峰越尖,波谷越平坦,大波概率越大。初始kR值与波向线偏转速度有关,初始kR值越大,波向线偏转速度越小,最大波高位置距斜坡起点距离越大。此外,当突起处等深线为指数型且凸起宽度一定时,指数?的大小对聚焦区域内相对波高分布有一定影响。通过规则波与不规则波在相同凸起斜坡地形上传播的对比,结果表明,不规则波由于波浪相互作用更为复杂,空间聚焦达到的最大相对波高值小于规则波空间聚焦达到的最大相对波高值,且不规则波最大相对波高出现位置一般较规则波最大波高位置靠后。不规则波在圆锥或圆台形浅滩上传播时,波浪折射,在浅滩地形后方波浪空间聚焦。波浪基频以及高倍频能量增加,相对波高明显增大,与规则波在该地形上的理论解一致。沿波浪入射方向地形中轴线上,随水深变浅,波浪后倾,随着波浪继续向前传播,波浪空间聚焦导致波浪非线性相互作用增强,波浪偏度、峰度迅速增大。波峰变的尖而陡,波谷变得平坦,大波概率增大。通过对不同尺寸的浅滩地形以及不同波陡的入射波浪在浅滩地形上聚焦特性的对比分析,发现圆锥以及圆台尺寸、初始波陡对波浪空间聚焦区域的大小和相对波高所能达到的最大值的大小有很大影响。波浪空间聚焦区域的大小随浅滩尺寸的增大而减小,相对波高的极大值则随浅滩尺寸的增大而增大。而入射波波陡越小,浅滩地形后波浪空间聚焦区域越小,相对波高极大值越大。