黄色点为观测点,虚线为傍轴入射方向。颜色表示振幅比K_D(蓝色较小,红色为1或更大),亮度变化表示相位。坐标以米计算,结果不受屏幕宽度影响。
这是傍轴标量绕射教学模型,假设水深恒定、单色波和理想屏障。不计算真实港湾的反射、波浪破碎、底摩擦、海底地形、方向谱或船舶运动。请勿用于港湾静稳度或安全性判定。
$$\omega^2=gk\tanh(kd),\quad L=2\pi/k,\quad C_g=\frac{L}{2T}\left(1+\frac{2kd}{\sinh(2kd)}\right)$$
$$K_D=\frac{\left|\frac12+C(\nu)+i\left(\frac12+S(\nu)\right)\right|}{\sqrt2},\quad \nu=(y-x\sin\theta)\sqrt{\frac{2}{Lx}}$$
单边缘的开放侧为y>0,开口范围为−B/2<y<B/2。以p=sinθ表示傍轴入射倾斜,取Y=y−xp。开口模式取u±=(±B/2−Y)√(2/(Lx))、F=C+iS,K_D=|F(u+)−F(u−)|/√2。这不是满足水波反射边界的Penney–Price解。
群速度由有限水深分散关系求导得到。浅水极限为C_g≈√(gd),深水极限为C_g≈C/2。入射平均能量密度以波高H₀(并非振幅)计算为ρgH₀²/8,乘以C_g得到通量。常数为ρ=1025kg/m³、g=9.81m/s²。