一种新型的数值模拟近岸波浪的动谱平衡方程模型

简述波浪数值推算的几种模型, 对动谱密度平衡方程模型的源项、 数值造波和 边界条件的处理方法进行研究, 在源项中不仅包括非线性四相波相互作用, 还引进非线性三相波相互作用, 数值模拟波浪在近岸运动机理. 与Boussinesq方程和缓坡方程进行了分析比较; 数值计算了海安湾有效波高及平均波周期场分布, 在非定常情形下以数值试验模拟了计算域内流速和水位变化对风浪要素的影响, 讨论了模型将来的发展趋势.

太湖波浪数值模拟

在太湖实际波浪观测的基础上,采用率定验证后的第三代动谱平衡方程,考虑实际水底地形、波浪折射、浅化、反射、破碎、湖流等条件下,对太湖波浪进行数值模拟,研究太湖波浪的主要影响因素.结果表明:SWAN模型可以较好地模拟风作用下太湖风浪的生成和传播过程,模型在太湖应用是合适的;波高、波长、波周期等波浪参数在太湖的分布与风速、风向、水深等因素密切相关;在相同风向、不同风速情况下,太湖波浪发展至稳定状态的时间不一样;在不同风向,相同风速持续作用下,有效波高达到稳定的时间差不多,变化趋势也比较相同.说明波浪的发展不光取决于风速的大小,还同风的持续吹的时间和风区长度有关.

太湖波浪过程的数值模拟

基于动谱平衡方程的SWAN波浪模型和湖流三维模型,分别对太湖波浪和湖流的生消过程进行动态模拟,并研究太湖湖流对波浪的影响.结果表明,湖流模型和SWAN波浪模型可以较好地模拟风作用下太湖湖流和波浪的生成和传播过程;太湖流场对波浪场具有一定影响;风速越大,影响越显著,同时也受风向影响;沿岸区波浪受湖流影响更加显著;湖流对波浪的影响基本上呈现湖流波浪同向时,有效波高增大,波速增大,波长增长;反向时有效波高减小,波速减小,波长缩短的特征.

太湖湖流对波浪的影响机制研究

根据基于动谱平衡方程的SWAN模型和湖流三维模型,分别对太湖波浪和湖流的生消过程进行了动态模拟,并研究了太湖湖流对波浪的影响。结果表明:湖流模型和SWAN波浪模型可以较好地模拟风作用下太湖湖流和波浪的生成和传播过程;太湖流场对波浪场具有一定影响,风速越大,影响越显著,同时也受风向影响;沿岸区波浪受湖流影响更加显著;湖流对波浪的影响基本上呈现湖流波浪同向时,有效波高增大,波速增大,波长增长;反向时有效波高减小,波速减小,波长缩短的特征。

浅水波浪数值模型SWAN的原理及应用综述

概述了模拟海岸、河口的浅水波浪数值模型研究现状、存在的问题以及用能量平衡方程预报海浪的发展历史。介绍了基于当代最新波浪理论研究成果的第三代浅水波浪数值模型SWAN模型,对模型的适用性、数值特性、功能及局限性进行了阐述。介绍动谱平衡方程数学模型、方程离散要求、边界条件的处理和源项(包括能量输入、损耗及波与波之间非线性相互作用)的处理方法,重点介绍三相波非线性相互作用。模拟海安湾有效波高、波周期场,并分析波与波之间非线性相互作用对波浪要素预报的影响,最后对SWAN模型的应用前景和研究趋势进行了展望。

一种浅水波浪数值模型的应用研究

简述目前几种浅水波浪数值预报模式 ,介绍了国内外以能量平衡方程预报浅水波浪的若干模式 ,重点介绍了应用当今最新波浪研究成果发展起来的并经过若干理论及现场观测资料验证的 SWAN模型 ,详细论述了模型的特点及其适用性 ,其动谱能量平衡方程的数值离散格式及对能量源汇项的处理方法 ,利用 SWAN模型计算了在不同水深时流场对波浪传播的影响 ,并与线性波流理论计算结果进行比较 ;最后 ,将模型应用于海安湾的浅水波浪数值计算 ,模拟湾内波高及周期场分布 。

台风浪对长江口深水航道骤淤的影响研究

概述风暴对长江口航槽短期地形变化的影响和研究现状,将缓坡方程、Boussinesq方程和动谱平衡方程进行分析比较,选择后者做为长江口台风浪数值预报模式。介绍球坐标下动谱平衡方程模型及方程右端源汇项的处理方法,以9912号台风对波浪数值模型进行验证。数值预报EES向20m/s风场下深水航道水域波浪要素:有效波高分布和波浪水质点底部轨迹运动速度分布。由泥沙起动底流速公式得到深水航道水域底沙起动底流速场,根据长江口波浪水质点底部轨迹运动速度的均方根值与泥沙的起动底流速之差的分布场进行骤淤机理分析。结果表明在EES向20m/s风场作用下横沙浅滩和九段沙浅滩的大部分水域底部泥沙将被掀扬至水体,部分泥沙在跨槽水流带动下会进入航道而造成严重淤积。最后提出研究长江口深水航道风暴骤淤问题的进一步工作。

第三代浅水波浪数值预报模式及其在黄渤海域的应用

本文在简单介绍了第三代浅水波浪数值预报SWAN模式的概念、特点、原理等的基础上，着重介绍Mm5模式对风场的模拟，以及利用模拟结果作为SWAN模式中的风场资料，对大连沿海及黄渤海域（36～41°N，117．5～125．5°E）的浪高进行预报。

考虑局部风浪影响的港域波浪场推算——以徐圩港区为例

采用动谱能量平衡方程对港域局部风浪进行模拟研究,分别针对10km×10km、水深为10m的测试地形和徐圩港区实际地形,通过规范浅水风浪要素公式计算结果进行验证,表明在相关参数合适取值的条件下,动谱能量平衡方程可适用于局部风浪的模拟。以徐圩港区为例,将局部风浪场与Boussinesq方程模拟得出的无风能作用时的波浪场进行合成,得到考虑局部风浪影响的港域波浪场,从而更为合理地确定工程区的设计波浪要素。