5.2 Random wave shoaling and breaki

5.2 Random wave shoaling and breaking on a slope (in directory /mase kirby 1d /)
To study random-wave properties of shoaling and breaking, Mase and Kirby (1992) conducted a
laboratory experiment of random wave propagation over a planar beach. The experiment layout is
shown in Figure 6, where a constant depth of 0.47 m on the left connects to a constant slope of
1:20 on the right. Two sets of random waves with peak frequencies of 0.6 Hz (run 1) and 1.0 Hz
(run 2) were generated by the wavemaker on the left. The target incident spectrum was a Pierson
Moskowitz spectrum. Wave gauges at depths h = 47, 35, 30, 25, 20, 17.5, 15, 12.5, 10, 7.5, 5, and
2.5 cm collected time series of surface elevation.
Wei and Kirby (1995) carried out a simulation of run 2 without wave breaking. Later, Kirby
et al. (1998) and Kennedy et al. (2000) carried out the same simulation with wave breaking. The
present model was set up following Kirby et al. (1998), who used an internal wavemaker located
at the toe of the slope where surface elevation is measured (gauge 1).
A FFT was used to transform between the time domain and frequency domain data required
by the wavemaker. A MATLAB script, (fft4wavemaker.m ) to perform this transform is included
in the example. The script reads the measured data from the file called r2d470.dat, and saves
calculated wave amplitude, period and phase information for each component in the file named as
wavemk per amp pha.txt. The low and high-frequency cutoffs are 0.2 and 10.0 Hz, respectively.
The simulation time is the same as the time length of data collection. The computational
domain is from x = 0 m to 20 m with a grid size of 0.04 m. The toe of the slope starts at x = 10 m.
A sponge layer is specified at the left side boundary, to absorb reflected waves, but no sponge layer
is needed on the right boundary, which differs from Kirby et al. (1998) who used the slot method
combined with a sponge layer at the end of the domain.
We present the model results for run 2 and compare with the experimental data measured at the
other 11 gauges shown in Figure 6. Figure 7 shows model results (dashed lines) and measured data
(solid lines) from t = 20 s to t = 40 s at those gauges. Both model and data show that most waves
start breaking at the depth h= 15 cm. Except for small discrepancies for wave phases, the model
reproduces the measured waveform quite well.
To further demonstrate the applicability of the model, we performed third moment computa
tions of the resulting time series of surface elevation. Normalized wave skewness and asymmetry
were calculated for both measured and modeled time series of surface elevation according to the
following formulations,

Kết quả (Việt) 1:

5.2 ngẫu nhiên sóng shoaling và phá vỡ một sườn (trong thư mục /mase kirby 1 d /)Để nghiên cứu ngẫu nhiên làn sóng các thuộc tính của shoaling và phá vỡ, Mase và Kirby (1992) đã tiến hành mộtPhòng thí nghiệm các thử nghiệm ngẫu nhiên sóng tuyên truyền trên một bãi biển phẳng. Việc bố trí thí nghiệmHiển thị trong hình 6, nơi độ sâu 0,47 m bên trái liên tục kết nối đến một độ dốc liên tục của1:20 trên bên phải. Hai bộ ngẫu nhiên sóng với tần số cao điểm của cách 0.6 Hz (chạy 1) và 1.0 Hz(chạy 2) đã được tạo ra bởi wavemaker bên trái. Mục tiêu khi gặp sự cố phổ là một PiersonMoskowitz phổ. Sóng máy đo độ sâu h = 47, 35, 30, 25, 20, 17,5, 15, 12,5, 10, 7,5, 5, và2.5 cm thu thập được thời gian loạt các bề mặt cao.Ngụy và Kirby (1995) thực hiện một mô phỏng của 2 chạy mà không cần sóng phá vỡ. Sau đó, Kirbyet al. (1998) và Kennedy et al. (2000) thực hiện các mô phỏng tương tự với làn sóng phá vỡ. Cáchiện nay mô hình đã được thiết lập sau Kirby et al. (1998), người sử dụng một wavemaker nội bộ nằmtại chân dốc nơi đo độ cao bề mặt (khổ 1).FFT một được sử dụng để chuyển đổi giữa các tên miền thời gian và tần số miền dữ liệu cần thiếtbởi wavemaker. Một kịch bản MATLAB, (fft4wavemaker.m) để thực hiện chuyển đổi này được bao gồmtrong ví dụ. Các kịch bản đọc dữ liệu đo từ các tập tin được gọi là r2d470.dat, và tiết kiệmtính toán biên độ sóng, giai đoạn và giai đoạn thông tin cho mỗi thành phần trong file có tên làwavemk mỗi amp pha.txt. Tần số cao và thấp cutoffs là 0,2 và 10,0 Hz, tương ứng.Thời gian mô phỏng là tương tự như độ dài thời gian thu thập dữ liệu. Các tính toántên miền là từ x = 0 m đến 20 m với một kích thước lưới 0,04 m. Ngón chân dốc bắt đầu tại x = 10 m.Một lớp xốp được quy định tại ranh giới bên trái, để hấp thụ sóng phản ánh, nhưng không có lớp xốpcần thiết trên biên giới ngay, mà khác từ Kirby et al. (1998) người sử dụng phương pháp khekết hợp với một lớp xốp ở cuối của tên miền.Chúng tôi trình bày kết quả mô hình cho chạy 2 và so sánh với các dữ liệu thử nghiệm đo tại cácCác đồng hồ đo 11 Hiển thị ở hình 6. Hình 7 cho thấy dữ liệu đo và kết quả mẫu (tiêu tan đường)(rắn lines) từ t = 20 s t = 40 s ở những thiết bị cảm ứng. Cả hai mô hình và dữ liệu cho thấy rằng hầu hết sóngbắt đầu phá vỡ ở độ sâu h = 15 cm. ngoại trừ sự khác biệt nhỏ cho giai đoạn sóng, các mô hìnhtái tạo dạng sóng đo khá tốt.Để tiếp tục chứng minh tính ứng dụng của mô hình, chúng tôi đã thực hiện thứ ba thời điểm Heytions loạt các kết quả thời gian của bề mặt cao. Skewness sóng bình thường và bất đối xứngđã được tính toán cho cả hai đo và mô hình hóa thời gian loạt các bề mặt cao theo cáccông thức sau,