波浪边界层是海岸泥沙运动与地貌形态演变的重要动力机制。已有的基础研究大多基于平底地形,但与实际中斜坡海床上的动力过程还存在较大差异。本课题着眼于近底小尺度动力结构,研究波浪边界层在斜坡上的动力变化及其对泥沙输移的影响。应用波浪理论和数值分析方法,推求综合考虑地形变化、波浪变形、非对称波形和波浪-波生流相互作用的二阶波浪边界层控制方程式。通过物模试验获取不同工况下的波要素、边界层流速剖面和床面剪应力,总结波浪浅化和破碎条件下边界层动力结构的变化规律。建立全面反映斜坡地形影响的垂向二维波浪边界层传播变形数学模型和泥沙运动数学模型,在实验数据验证的基础上,探讨不同波浪传播形态下各物理过程的影响机制和主导动力因素,揭示波浪边界层在斜坡上的动力变化特性及其对泥沙输移和床面冲淤演变的影响。本课题研究有助于更深入了解复杂地形和水动力条件下的海岸泥沙运动和地形演变规律,为海岸开发、治理与防护提供科学依据。
英文主题词wave boundary layer;sediment transport;dynamic mechanism;numerical simulation;