三维波浪不稳定性研究

波浪与波浪、波浪与其它因素之间的非线性相互作用可能导致波浪的不稳定现象，引起极端海况的发生，威胁海上工程设施的安全。本研究采用数值模拟和实验室模拟相结合的方法来研究波浪的不稳定现象。利用Zakharov方程通过数值方法分析给出波浪的两类不稳定区间，通过高阶谱方法研究非破碎周期调制和解调作用过程；基于N-S方程，利用VOF方法，建立模拟波浪调制和解调作用的破碎模型，研究破碎对频率下移现象的影响，并考虑能量耗散、表面张力、风能和流的输入，研究这些因素对调制最大值发生时刻、最大调制波幅、各模态波波幅的发展规律、波浪不稳定性等的影响；研究载波和伴波波幅的发展规律、调制周期与初始波陡及其相位差之间的关系、伴波初始振幅对调制发展的影响；模拟不同波陡的初始调制波列，通过模拟大波陡的波浪调制现象，确定频率Downshift 现象与波浪破碎之间的关系。