第二章 波浪理论 空间描述 时间描述 波浪的描述 H, L, d 或H, T, d 波浪理论:用流体力学基本规律揭示水波 运动 的内在本质2-1 势函数及其遵循的规律 理想流体:无粘、无旋 无旋 不可压缩流体: 连续性方程: 动量方程: 一、Laplace 方程 二、Bernoulli 方程 代入 由于 得: 即:若求得 通过Bernoulli 方程可得流场中压力 可得船体所受流体作用力和力矩(载 荷) 三 边界条件 流体边界: 自由面 海底 (物面) 无穷远(虚拟) 1 、自由面条件 波面: a 不可穿透条件: 对上式求全微分: 由 导得 由Bernoulli 方程 在自由面上 可得: 2 、海底条件 3 、物面条件 4 远方条件(辐射条件) 其它形式无穷远条件 4 求解水域波浪问题的定解问题 在流体域内 在无穷远处2-2 线性波理论 对于XZ 平面内的二维波 海底为平面,水深为d ,波浪沿X 正向传播 边值问题: 一 自由面条件线性化 摄动展开:假定波高波长比 H/L= 为小参数 代入自由面运动学和动力学边界条件得 n=1 时: 波面方程: 二、线性边值问题的分离变量法 定解问题: