波浪与泥质底床相互作用的动力机制与响应规律研究是海岸及近海工程中有着重要理论意义和广泛应用价值的研究课题。本课题研究中将海床上可运动、可变形的底泥作为单相非牛顿流体,针对底泥复杂的非牛顿流变特性,引入了一个高度综合的粘弹塑性模型描述底泥流变特性;并从不可压缩流体运动的基本方程出发,形成一套计算复杂非牛顿流体运动的数值模拟方法。在此基础上,建立了波浪作用下底泥运动的数值模型以及水体与底泥耦合运动的数值模型。波浪作用下底泥运动的研究中,采用不同的底泥流变模型,系统分析了底泥粘性、弹性、塑性对底泥运动速度的幅值、物质输移速度、能量耗散等的影响,还探讨了波高与底泥运动特征量之间的关系。水体与底泥耦合运动模型中考虑了底泥对波浪的影响、水体紊动、以及域内存在多个运动界面的情况。耦合模型应用于计算波浪在不同性质的泥床上的传播和变形过程,并与实验比较在一定程度上明确了底泥流变模型的适用范围。研究还探讨了底泥呈层特性对波浪衰减的影响,以及复杂地形条件下底泥对波浪传播和变形的影响。
英文主题词dynamic interaction; muddy seabed; wave attenuation; mud transport; non-Newtonian fluid