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连云港淤泥质海床上波浪衰减研究──实验、观测及理论模型比较和评价
摘要
淤泥质海床上波浪衰减是海洋工程中一个重要的问题。本文通过实验、观测及理论模型比较和评价的方法，研究了连云港淤泥质海床上波浪衰减的特点。在实验室中进行了水槽模拟实验和基于模型比例的风洞实验，并在连云港海域开展了现场观测。通过比较实验结果和理论模型，发现波浪衰减主要受海床摩擦、海床粘滞和粘滞耗散的影响。实验结果表明，淤泥质海床上波浪衰减与波浪高度、周期、入射角等有关。文章还对常用的波浪衰减理论模型进行了比较和评价，发现Madsen和Chen的模型能更好地反映该海域中淤泥质海床上波浪衰减的特点。
关键词：淤泥质海床、波浪衰减、实验、观测、理论模型
引言
波浪衰减是海洋工程中一个重要的问题，它与塑料漂浮体计时器、潜水器等应用密切相关。淤泥质海床上波浪衰减研究，对于合理选择航线、维护海洋工程设施、保护海上环境等方面都具有重要的意义。本文通过实验、观测和理论模型比较和评价的方法，研究了连云港淤泥质海床上波浪衰减的特点。首先，在实验室中进行了水槽模拟实验和基于模型比例的风洞实验，然后在连云港海域开展了现场观测，最后对常用的波浪衰减理论模型进行了比较和评价。
一、实验
1.1.水槽模拟实验
为了研究淤泥质海床上波浪衰减的特点，我们进行了水槽模拟实验。在实验中，我们在水槽中放置了一段模拟海床，并进行了一系列波浪试验。实验中使用的设备有：PAASCH型运动分析仪（5台），水力学波浪制波仪、多普勒流速仪、热线流速仪、激光仪等。
实验中，我们采用了不同波浪高度和周期下的波浪试验。实验结果表明，波浪在淤泥质海床上的衰减主要受到海床摩擦和海床粘滞的影响。而这些影响的程度又与波浪高度、波浪周期、入射角等因素有关。
1.2.风洞实验
为了进一步研究淤泥质海床上波浪衰减的特点，我们还进行了基于模型比例的风洞实验。实验中，我们使用了1:50的比例模型，使用叶片发生器产生并控制了一系列不同高度和周期的波浪，并测量了波浪的衰减程度。实验中主要设备有：多普勒流速仪、激光仪、波浪计等。实验结果和水槽模拟实验结果相似，进一步证明了波浪衰减与海床摩擦和海床粘滞有关。
二、现场观测
为了验证实验结果并进行进一步研究，我们在连云港海域进行了现场观测。在观测中，我们使用了混合型波浪计、涡量计、多普勒流速仪等设备，对波浪的高度、周期、传播方向、入射角以及海底的土壤结构等进行了观测和记录。实验结果表明，连云港海域中淤泥质海床上波浪衰减的特点与实验结果相似。
三、理论模型
针对淤泥质海床上波浪衰减特点，我们比较和评价了常用的波浪衰减理论模型，包括Madsen模型、Chen模型、NVF模型和灌注模型等。通过比较实验结果和不同模型预测结果，我们发现Madsen和Chen的模型更能反映该海域中淤泥质海床上波浪衰减的特点。
结论
本研究通过实验、观测和理论模型比较和评价的方法，研究了连云港淤泥质海床上波浪衰减的特点。实验结果表明，淤泥质海床上波浪衰减与波浪高度、周期、入射角等有关，主要受海床摩擦、海床粘滞和粘滞耗散的影响。通过比较常用的波浪衰减理论模型，发现Madsen和Chen的模型能更好地反映该海域中淤泥质海床上波浪衰减的特点。