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随着海洋资源的争夺日益加剧,岛屿的建设和发展,岛礁附近波浪的传播和变形成为迫切需要解决的热点问题。珊瑚礁在我国南海有广泛分布,珊瑚礁海岸的地形条件和普通的近岸地形条件不甚相同,其主要地形特点是极其陡峭的礁前斜坡和一段长礁坪。以往对岛礁地形的研究多为礁缘、礁坪处的线性波和不规则波的波浪变形和破碎,而对非线性波和岛礁上波浪变形后的爬高研究较少。此前在南沙人工岛建设中,就引起过防波堤设计水位和设计波高明显偏小的严重问题。因此,研究珊瑚礁地形上防波堤波浪爬高有重要的现实意义。本文基于FLOW-3D软件,采用边界条件法造波,使用海绵层阻尼法进行消波,建立了二维数值波浪水槽及珊瑚礁地形波浪爬高模型,模拟不同珊瑚礁地形上规则波和不规则波波浪传播和防波堤的爬高过程,分析了珊瑚礁地形防波堤的波浪爬高与平坦地形防波堤的波浪爬高差异,分析了珊瑚礁地形上不同位置防波堤的波浪爬高的规律,分析了规则波与不规则波爬高的关系。论文的主要工作与结论如下:(1)基于建立的数值水槽,对非线性波在珊瑚礁地形上的破碎进行数值模拟,与物理实验比较表明:本试验结果的吻合度较高,模拟的礁前斜坡的反射波、破碎过程中各处的波高与物理实验结果基本一致。(2)通过数值模拟,对珊瑚礁地形防波堤的波浪爬高与平坦地形防波堤的波浪爬高进行了对比分析。结果表明:由于珊瑚礁地形的特殊性,质点速度、沿程波高和防波堤爬高与平坦地形情况相差较大,珊瑚礁地形波浪爬高不能按照常规地形防波堤波浪爬高方法计算。(3)通过不同地形、不同波况、不同防波堤位置的防波堤波拉爬高数值试验,对珊瑚礁地形上防波堤波浪的爬高进行评估分析。结果表明:当波高较小时,防波堤位置并不影响波浪在防波堤上的爬高;当波高较大时,在离礁前缘距离较近的防波堤,波浪爬高很大。随着礁坪上防波堤离礁前缘距离的增大,波浪爬高先明显下降,之后趋于稳定,在距礁前缘约一个深水波长处的防波堤爬高已显著减小,波高越大趋势越明显。(4)分析得到珊瑚礁地形上规则波与不规则波爬高的关系。在规则波波高与不规则波有效波高相同条件下,不规则波13%累计率爬高比规则波爬高明显小,不规则波4%累计率爬高与规则波的爬高较为接近,仅略偏小。1%累计率爬高约为4%累计率爬高的1.1倍。综上,本文基于FLOW-3D软件建立了珊瑚礁地形上波浪传播和防波堤爬高的数值模型,得到了对珊瑚礁地形上防波堤波浪爬高规律,成果可为珊瑚礁地形上防波堤建设提供科学依据。