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摘要
Liu等[1]给出的最高导数为2的双层Boussinesq水波方程具有较好的色散性和非线性，基于该方程建立了有限差分法的三维波浪数值模型。在矩形网格上对方程进行了空间离散，采用高阶导数近似方程中的时、空项，时间积分采用混合4阶Adams-Bashforth-Moulton的预报—校正格式。模拟了深水条件下的规则波传播过程，计算波面与解析结果吻合较好，反映出数值模型能很好地刻画波面过程及波面处的速度变化；在kh=2π条件下可较为准确获得沿水深分布的水平和垂向速度，这与理论分析结果一致。最后，利用数值模型计算了规则波在三维特征地形上的传播变形，数值结果和试验数据吻合较好；高阶非线性项会对波浪数值结果产生一定的影响，当波浪非线性增强，水深减少将产生更多的高次谐波。建立的双层Boussinesq模型对强非线性波浪的演化具有较好的模拟精度。
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单位海岸和近海工程国家重点实验室; 大连海事大学; 国家海洋环境监测中心
