莫里森方程在小振幅波（线性波）理论下的波浪力的计算

资 源 简 介

莫里森方程在小振幅波（线性波）理论下的波浪力的计算

详 情 说 明

莫里森方程是船舶与海洋工程领域中计算波浪对结构物作用力的重要工具，尤其在小振幅波（线性波）理论框架下具有广泛的应用。小振幅波理论假设波浪的振幅远小于波长，从而可以线性化波浪的运动学和动力学问题，使计算更为简便。

在波浪力学中，波浪对结构物的作用力通常分为两部分：惯性力和阻力。莫里森方程基于半经验理论，将这两种力分别计算，并叠加得到总波浪力。惯性力与流体加速度相关，通常由波浪的局部加速度和结构物的位移体积决定；而阻力则由流体的速度平方项和阻力系数决定。

在小振幅波理论下，波浪的速度势和波面升高可以解析表达，因此波浪的速度和加速度可以通过势函数的偏导数直接计算。莫里森方程中的波浪速度与加速度项可以进一步简化，使得计算过程更加高效。这种线性化模型特别适用于细长结构物（如桩柱、管桩等），在工程初步设计和理论研究中被广泛应用。

需要注意的是，小振幅波理论虽然简化了计算，但在极端波浪条件下（如大波高或非线性效应显著时），其精度可能会降低。因此，在工程实际中，需结合数值模拟或高阶波浪理论进行更精确的分析。