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近年来,珊瑚岸礁在抵御海洋灾害中的作用受到了人们的关注,国内外学者结合不同的方法对波浪在珊瑚岸礁地形上的传播规律及其影响因素做了深入研究,但是关于可模拟近岸海啸首波的孤立波在珊瑚岸礁上的传播与爬坡问题尚缺乏了解。 本文首先在二维波浪水槽中进行孤立波在岸礁上的传播和爬坡试验,结果表明,当波高与礁坪水深之比较小时,孤立波经前坡和礁坪后未发生破碎,后坡上爬坡高度接近入射波高的4倍;当波高与礁坪水深之比较大时,孤立波在岸礁前坡上传播时变形明显,于礁缘后方发生破碎,后坡上爬高接近入射波高的2倍。随后利用Funwave-TVD波浪模型,通过与试验数据对比,对模型中底摩擦系数及空间步长进行敏感性分析,结果显示,通过选取合适的底摩擦系数和空间步长,数模能够准确地模拟孤立波在岸礁地形上传播及爬坡。最后通过数值模拟分析了不同岸礁地形及水动力因素对孤立波传播和爬坡的影响,结果表明:随着入射波高的增大,尽管破碎作用更加强烈,最大爬坡高度依然显著升高;最大爬坡高度随底部摩擦增大显著降低,底部摩擦主要在礁坪和礁后斜坡上影响波浪能量的衰减;最大爬坡高度随礁坪宽度的增大下降明显,但当摩擦和礁坪宽度很小时,爬高存在不降反增的特殊现象;最大爬坡高度随礁坪水深的增加逐渐升高;礁前陡坡坡度对最大爬坡高度影响不大,而最大爬坡高度随礁后斜坡变缓显著降低。