波浪破碎標準研究進展

赫巖莉，毛鴻飛，林金波，吳光林

（廣東海洋大學海洋工程學院，湛江 524088）

1 前言

波浪破碎是海洋中常見的物理現象，常以白泡形式出現在海面上。破浪破碎是波浪達到一定極限狀態后，不能維持其穩定性而發生波面坍塌的現象，因其具有間歇性、瞬時性、隨機性等特點，發展過程極其復雜，目前波浪破碎物理過程研究仍處在發展階段，還不能明確波浪破碎的具體過程和本質原因。

波浪破碎不僅對海氣交換、波能轉化及海洋紅外遙感等具有重要影響，而且對海洋工程、人民生計和生命安全具有關鍵作用。當波浪發生破碎時，往往會對海洋、近海工程結構物強度造成不同程度削弱，當波浪較大或作用頻繁時，還可能摧毀結構物，引發巨大災難，甚至造成人類生命喪失。因此研究破碎波非線性特征、了解波浪破碎過程、探究波浪破碎標準，將對確定波浪荷載、合理設計海洋結構具有重大意義。

2 波浪破碎標準研究現狀

常見的波浪破碎有兩種型態，即崩破和卷破，如圖 1 所示：在深水情況下，常見的破碎型態為崩破；在淺水緩坡情況下，常見破碎型態為崩破，如果坡度較陡則可發生卷破。無論何種破碎類型，在即將發生破碎時，都會出現一個極限狀態，經過該狀態后破碎發生。目前國內外研究學者，基于幾何特征、動力學特征、運動學特征，對波浪破碎標準進行了大量分析，并獲得了不少研究成果。

圖 1 破碎型態示意圖

2.1 基于幾何特征

從幾何特征出發：Stokes指出，行進波波峰頂角為120°是其最大值，并給出0.442 為波浪破碎的極限波陡；……