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水下散体滑坡激发海啸波的实验研究

水下滑坡,海啸波,经验公式,波速,波周期

通过在二维波浪水槽中进行实验，研究了水下散体滑坡及其激发的海啸波的特征。设计了一个具有可调角度和带有隔板提升机构的斜坡，以产生散体滑坡和海啸波。采用11个浪高仪获取海啸波的时间序列，采用高速摄像机记录滑坡体坍塌过程。利用从浪高仪时间序列中获得的数据，研究了海啸波的幅值、波速和波周期等特征。首先基于时间序列得到了首波波峰、首波波谷和第二个波的波峰的幅值与各物理参数的关系及沿程变化，并通过多元回归分析得到了相应的经验公式。其次，系统研究了海啸波中首波波峰、首波波谷和第二个波的波峰的波速，结果表明，海啸波在传播的过程中发生了色散，首波波峰的波速总是大于第二个波的波峰；此外，在海啸波传播过程中，首波波峰的相对波速可以看作是几乎恒定的，无论本其他参数和行进距离如何变化，而且第二个波的波速也可以看作是沿行进距离不变的，且只与初始水深有关。还研究了首波和第二个波的波周期随各物理参数的变化关系，并发展了相应的经验公式。结果表明首波和第二个波的波周期一般都随着行进距离的增加而增加，这与前人的理论研究一致；还可以看出，影响波周期的主要无量纲量是滑坡体相对高度和坡角的正切值，散体颗粒的无量纲直径对波浪周期影响不大，滑坡质量对首波的波周期影响不大。