N型波傳遞之數值模擬與實驗驗證

Abstract

眾多N型波研究文章中，Tadepalli et al. (1994) 提出的溯升解析解對N型波研究發展影響甚鉅，但其文章採用之N型波模型並未考慮因頻散、非線性作用造成之波浪變化，而此篇文章之研究價值在於提供N型波傳遞過程之數據結果，以擬合公式對遠場孤立波進行預測，幫助後續相關研究對於N型波傳遞現象之物理尺度變化問題可有數據結果參照。本文基於Lima et al. (2019)提出之一維非線性N型波造波理論，作為N型波造波方式，造波選用主因為Lima等人遵循Tadepalli等人於1994年對N型波之數學定義而發展出的一套N型波造波理論。 本研究以開源式軟體OpenFOAM為方法主體，輔以實驗做數值模型驗證。早期研究指出正初始水面波浪傳遞後會分離出領先波峰與之後的餘波震盪，為了研究N型波傳遞現象，本文提出波形相關係數法PCCs量化評估領先波峰與孤立波相似程度，當領先波峰與孤立波兩者PCCs達0.999，則定義領先波峰為遠場孤立波。而本文意圖找出N型波與遠場孤立波之間物理尺度關係，用以量化N型波傳遞過程的物理尺度變化，並於文末提出遠場孤立波時間回溯，嘗試建立N型波與孤立波傳遞過程之關聯。