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基于潮间带现场数据的底部切应力算法对比
被引量:
2
1
作者
孙剑雄
张文祥
史本伟
《海洋学研究》
CSCD
北大核心
2022年第1期21-32,共12页
底部切应力作为水动力和泥沙输移模型中的关键参数,对底床泥沙起动、侵蚀淤积速率的研究十分重要。目前基于现场实测流速数据计算底部切应力的理论方法有6种:LP-mean法、LP-max法、TKE法、TKE_(W)法、RS法和ID法,这些方法都有其特定的...
底部切应力作为水动力和泥沙输移模型中的关键参数,对底床泥沙起动、侵蚀淤积速率的研究十分重要。目前基于现场实测流速数据计算底部切应力的理论方法有6种:LP-mean法、LP-max法、TKE法、TKE_(W)法、RS法和ID法,这些方法都有其特定的适用条件。河口海岸浅水区域水流和波浪作用复杂,遴选合适的方法计算底部切应力非常重要。本文以江苏大丰斗龙港1个观测点(中值粒径为68.56μm)和上海崇明东滩2个观测点(中值粒径分别为12.89μm和45.02μm)为例,利用声学三维高频流速仪ADV(Acoustic Doppler Velocimetry)和波潮仪(RBR-wave)进行现场数据采集,分别用6种理论计算方法对底部切应力进行计算,结果表明:(1)LP-mean法受到平均流速、仪器探头距离底部床面高度以及波浪强弱的影响,会低估底部切应力;(2)LP-max法和TKE法在流速变化幅度较大、波浪作用明显的潮间带浅水环境会高估底部切应力;(3)TKE_(W)法在TKE法的基础上进行了改进,更适用于波浪作用强烈的潮间带浅水环境底部切应力的计算;(4)RS法计算结果受到波浪影响会产生误差,存在较大波浪时,ID法计算结果比RS法计算结果更加可信,但是在水深条件不足时,ID法会高估底部切应力。
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关键词
潮间带
底部
边界层
底部切应力
波浪
ADV
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职称材料
基于OpenFOAM的礁坪上波浪底部切应力数值模拟研究
被引量:
1
2
作者
黄哲
李岩汀
+3 位作者
胡乾明
刘清君
孙天霆
王登婷
《水道港口》
2022年第1期22-28,共7页
文章基于OpenFOAM的两相流求解器OlaFlow建立了考虑壁面函数边界条件的礁盘地形数值波浪水槽,利用礁盘地形上波浪传播物模试验结果验证了所建数模的可靠性。通过验证后的模型进行了不同入射波要素和水深条件下波浪在礁盘地形上传播的数...
文章基于OpenFOAM的两相流求解器OlaFlow建立了考虑壁面函数边界条件的礁盘地形数值波浪水槽,利用礁盘地形上波浪传播物模试验结果验证了所建数模的可靠性。通过验证后的模型进行了不同入射波要素和水深条件下波浪在礁盘地形上传播的数值模拟,分析了波浪底部切应力在礁坪上的沿程变化,以及相对水深、入射波高和波周期对波浪底部切应力的影响。结果表明:随着礁坪上相对水深的增大,向岸和离岸切应力呈减小趋势;随着入射波高和周期增大,向岸和离岸切应力呈增大趋势;向岸切应力最大值主要出现在礁缘后方,随入射波周期增大,向岸切应力最大值出现位置向礁缘后方移动;离岸切应力最大值主要出现在礁缘处。
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关键词
数值波浪水槽
OPENFOAM
礁盘地形
底部切应力
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职称材料
北部湾南部海域近底悬沙输运及地貌演变
被引量:
4
3
作者
马小川
阎军
+2 位作者
范奉鑫
王诗文
姚平
《海洋学报》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第4期109-120,共12页
利用1个海洋沉积动力过程原位监测系统在北部湾南部浅海陆架海域采集了18个潮周期的波浪、潮流、悬浮沉积物浓度、底床变化数据,分析了悬沙浓度变化特征,计算了近底悬沙通量并分析了潮流和波浪对底床演变的影响,结果表明:观测期间近底...
利用1个海洋沉积动力过程原位监测系统在北部湾南部浅海陆架海域采集了18个潮周期的波浪、潮流、悬浮沉积物浓度、底床变化数据,分析了悬沙浓度变化特征,计算了近底悬沙通量并分析了潮流和波浪对底床演变的影响,结果表明:观测期间近底悬沙浓度的变化主要受水位波动、潮流的共同影响,波浪作用较弱;悬沙浓度的异常高值可能是上游沙波表面的泥沙滑落沉降所致;观测期间悬沙通量的波动规律与近底潮流速度变化一致,潮周期和涨落潮之间的悬沙通量有显著差别;在潮流作用下观测期间悬沙向西的净输运量约为15 158kg/m,向北净悬沙通量为2 934kg/m,东西向净通量远大于南北向净通量;近东西向波谷地形对南北向悬沙输运的限制作用可能导致了输运通量的显著差异;底床高程的变化在潮周期之间有差异,变化值在0.8~16.7cm之间波动,厘米级底床高程的快速变化主要是由潮流流速的大小及往复潮流的不对称性造成的。这种变化可能与沙纹的运移有关,沉积物向下游方向的运移以及沙纹剖面形态的改变可以较合理地解释底床高程的变化特点。
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关键词
北部湾
悬沙
地貌演变
潮流
底部切应力
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职称材料
九龙江河口区悬沙浓度的实测与模型结果对比研究
被引量:
2
4
作者
李东义
陈坚
+1 位作者
汪亚平
王爱军
《泥沙研究》
CSCD
北大核心
2013年第2期33-43,共11页
根据现场观测获取的高分辨率数据,采用3种悬沙浓度模型进行验证、对比,结果显示:与实测结果相比,波浪浓度模型计算结果效果较差,平流与波流联合浓度模型获得了较好的结果;平流、波流联合模型计算的浓度峰值区与实测峰值区有相位差,其主...
根据现场观测获取的高分辨率数据,采用3种悬沙浓度模型进行验证、对比,结果显示:与实测结果相比,波浪浓度模型计算结果效果较差,平流与波流联合浓度模型获得了较好的结果;平流、波流联合模型计算的浓度峰值区与实测峰值区有相位差,其主要与海底泥沙持续性侵蚀、床面泥沙供应量以及泥沙的扩散、沉降有关;无量纲分析结果显示,整个观测期间或单个涨、落潮期间无法直接通过无量纲参数Z反演回归现场悬沙浓度,而中、小潮阶段,在切应力到达峰值前,无量纲参数Z与浓度线性相关性较好,利用其反演回归浓度具有一定的可能性;参考浓度Ca的计算对于浓度模型至关重要,为了使浓度模型计算结果更加准确,对参考浓度Ca的计算方法进行改进十分必要。
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关键词
悬沙
底部切应力
浓度模型
参考浓度
无量纲分析
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职称材料
浪流联合作用下潮滩沉积动力过程的高分辨率数据采集与分析
被引量:
28
5
作者
汪亚平
高抒
贾建军
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第3期339-348,共10页
使用MIDAS-400用户化数据采集系统在江苏王港潮滩进行了现场观测,获取了多层位的流速和悬沙浓度的同步数据,并将高分辨率的压力波动记录转换为波浪数据.分析结果表明:潮滩区域的表观粗糙长度远大于底床沉积物粒径量级,接近于沙纹高度;...
使用MIDAS-400用户化数据采集系统在江苏王港潮滩进行了现场观测,获取了多层位的流速和悬沙浓度的同步数据,并将高分辨率的压力波动记录转换为波浪数据.分析结果表明:潮滩区域的表观粗糙长度远大于底床沉积物粒径量级,接近于沙纹高度;浪流联合作用产生的底部切应力大于单纯的潮致切应力,是导致紊动混合作用和再悬浮作用加剧的主要因素;潮周期内观测到多个悬沙峰值,主要与涨潮前锋的水体强烈紊动和再悬浮有关,平流作用、极端天气状况(如暴雨、强风)也是不可忽视的重要因素;在涨潮或落潮时间异常延长、水流成为准单向流的较长时段内,可产生较大的悬沙净输运量.研究表明,MIDAS-400系统可以实现浪流联合作用下的潮滩水动力和沉积动力特征的高分辨率观测,所获数据适用于物质输运过程和机制的分析.
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关键词
潮滩
高分辨率数据采集
浪流联合作用
底部切应力
悬沙浓度
原文传递
题名
基于潮间带现场数据的底部切应力算法对比
被引量:
2
1
作者
孙剑雄
张文祥
史本伟
机构
华东师范大学河口海岸学国家重点实验室
出处
《海洋学研究》
CSCD
北大核心
2022年第1期21-32,共12页
基金
河口海岸学国家重点实验室技术开发项目(2018RCDW09)
科技部政府间(中荷)国际科技创新合作重点项目(2016YFE0133700)
上海市科委重点项目(20dz1204701)。
文摘
底部切应力作为水动力和泥沙输移模型中的关键参数,对底床泥沙起动、侵蚀淤积速率的研究十分重要。目前基于现场实测流速数据计算底部切应力的理论方法有6种:LP-mean法、LP-max法、TKE法、TKE_(W)法、RS法和ID法,这些方法都有其特定的适用条件。河口海岸浅水区域水流和波浪作用复杂,遴选合适的方法计算底部切应力非常重要。本文以江苏大丰斗龙港1个观测点(中值粒径为68.56μm)和上海崇明东滩2个观测点(中值粒径分别为12.89μm和45.02μm)为例,利用声学三维高频流速仪ADV(Acoustic Doppler Velocimetry)和波潮仪(RBR-wave)进行现场数据采集,分别用6种理论计算方法对底部切应力进行计算,结果表明:(1)LP-mean法受到平均流速、仪器探头距离底部床面高度以及波浪强弱的影响,会低估底部切应力;(2)LP-max法和TKE法在流速变化幅度较大、波浪作用明显的潮间带浅水环境会高估底部切应力;(3)TKE_(W)法在TKE法的基础上进行了改进,更适用于波浪作用强烈的潮间带浅水环境底部切应力的计算;(4)RS法计算结果受到波浪影响会产生误差,存在较大波浪时,ID法计算结果比RS法计算结果更加可信,但是在水深条件不足时,ID法会高估底部切应力。
关键词
潮间带
底部
边界层
底部切应力
波浪
ADV
Keywords
intertidal flat
bottom boundary layer
bottom shear stress
wave
ADV
分类号
TV139.2 [水利工程—水力学及河流动力学]
下载PDF
职称材料
题名
基于OpenFOAM的礁坪上波浪底部切应力数值模拟研究
被引量:
1
2
作者
黄哲
李岩汀
胡乾明
刘清君
孙天霆
王登婷
机构
南京水利科学研究院
水文水资源与水利工程科学国家重点实验室
河海大学港口海岸与近海工程学院
出处
《水道港口》
2022年第1期22-28,共7页
基金
国家重点研发计划资助项目(2019YFB1600700)
江苏省水利科技项目(2019009)。
文摘
文章基于OpenFOAM的两相流求解器OlaFlow建立了考虑壁面函数边界条件的礁盘地形数值波浪水槽,利用礁盘地形上波浪传播物模试验结果验证了所建数模的可靠性。通过验证后的模型进行了不同入射波要素和水深条件下波浪在礁盘地形上传播的数值模拟,分析了波浪底部切应力在礁坪上的沿程变化,以及相对水深、入射波高和波周期对波浪底部切应力的影响。结果表明:随着礁坪上相对水深的增大,向岸和离岸切应力呈减小趋势;随着入射波高和周期增大,向岸和离岸切应力呈增大趋势;向岸切应力最大值主要出现在礁缘后方,随入射波周期增大,向岸切应力最大值出现位置向礁缘后方移动;离岸切应力最大值主要出现在礁缘处。
关键词
数值波浪水槽
OPENFOAM
礁盘地形
底部切应力
Keywords
numerical wave tank
OpenFOAM
reef terrain
bottom shear stress
分类号
U65 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
TV139.2 [水利工程—水力学及河流动力学]
下载PDF
职称材料
题名
北部湾南部海域近底悬沙输运及地貌演变
被引量:
4
3
作者
马小川
阎军
范奉鑫
王诗文
姚平
机构
中国科学院海洋研究所
中国科学院研究生院
国家海洋局南海分局海口海洋环境监测中心站
中海石油中国有限公司湛江分公司
出处
《海洋学报》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第4期109-120,共12页
基金
中国科学院知识创新重要方向项目(KZCX2-YW-212-2)
文摘
利用1个海洋沉积动力过程原位监测系统在北部湾南部浅海陆架海域采集了18个潮周期的波浪、潮流、悬浮沉积物浓度、底床变化数据,分析了悬沙浓度变化特征,计算了近底悬沙通量并分析了潮流和波浪对底床演变的影响,结果表明:观测期间近底悬沙浓度的变化主要受水位波动、潮流的共同影响,波浪作用较弱;悬沙浓度的异常高值可能是上游沙波表面的泥沙滑落沉降所致;观测期间悬沙通量的波动规律与近底潮流速度变化一致,潮周期和涨落潮之间的悬沙通量有显著差别;在潮流作用下观测期间悬沙向西的净输运量约为15 158kg/m,向北净悬沙通量为2 934kg/m,东西向净通量远大于南北向净通量;近东西向波谷地形对南北向悬沙输运的限制作用可能导致了输运通量的显著差异;底床高程的变化在潮周期之间有差异,变化值在0.8~16.7cm之间波动,厘米级底床高程的快速变化主要是由潮流流速的大小及往复潮流的不对称性造成的。这种变化可能与沙纹的运移有关,沉积物向下游方向的运移以及沙纹剖面形态的改变可以较合理地解释底床高程的变化特点。
关键词
北部湾
悬沙
地貌演变
潮流
底部切应力
Keywords
Beibu Gulf
suspended sediment
bedform dynamics
current
bottom shear stress
分类号
P722.7 [天文地球—海洋科学]
P736.213 [天文地球—海洋地质]
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职称材料
题名
九龙江河口区悬沙浓度的实测与模型结果对比研究
被引量:
2
4
作者
李东义
陈坚
汪亚平
王爱军
机构
国家海洋局第三海洋研究所海洋与海岸地质环境开放实验室
南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室
出处
《泥沙研究》
CSCD
北大核心
2013年第2期33-43,共11页
基金
国家海洋局第三海洋研究所基本科研业务费(海三科2009057)
国家自然科学基金(40876043
41076035)
文摘
根据现场观测获取的高分辨率数据,采用3种悬沙浓度模型进行验证、对比,结果显示:与实测结果相比,波浪浓度模型计算结果效果较差,平流与波流联合浓度模型获得了较好的结果;平流、波流联合模型计算的浓度峰值区与实测峰值区有相位差,其主要与海底泥沙持续性侵蚀、床面泥沙供应量以及泥沙的扩散、沉降有关;无量纲分析结果显示,整个观测期间或单个涨、落潮期间无法直接通过无量纲参数Z反演回归现场悬沙浓度,而中、小潮阶段,在切应力到达峰值前,无量纲参数Z与浓度线性相关性较好,利用其反演回归浓度具有一定的可能性;参考浓度Ca的计算对于浓度模型至关重要,为了使浓度模型计算结果更加准确,对参考浓度Ca的计算方法进行改进十分必要。
关键词
悬沙
底部切应力
浓度模型
参考浓度
无量纲分析
Keywords
suspended sediment
bottom shear stress
concentration model
reference concentration
dimen- sional analysis
分类号
TV148.1 [水利工程—水力学及河流动力学]
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职称材料
题名
浪流联合作用下潮滩沉积动力过程的高分辨率数据采集与分析
被引量:
28
5
作者
汪亚平
高抒
贾建军
机构
南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室
国家海洋局海底科学重点实验室
出处
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第3期339-348,共10页
基金
国家自然科学基金项目(批准号:40576040,40231010,40206006)资助.
文摘
使用MIDAS-400用户化数据采集系统在江苏王港潮滩进行了现场观测,获取了多层位的流速和悬沙浓度的同步数据,并将高分辨率的压力波动记录转换为波浪数据.分析结果表明:潮滩区域的表观粗糙长度远大于底床沉积物粒径量级,接近于沙纹高度;浪流联合作用产生的底部切应力大于单纯的潮致切应力,是导致紊动混合作用和再悬浮作用加剧的主要因素;潮周期内观测到多个悬沙峰值,主要与涨潮前锋的水体强烈紊动和再悬浮有关,平流作用、极端天气状况(如暴雨、强风)也是不可忽视的重要因素;在涨潮或落潮时间异常延长、水流成为准单向流的较长时段内,可产生较大的悬沙净输运量.研究表明,MIDAS-400系统可以实现浪流联合作用下的潮滩水动力和沉积动力特征的高分辨率观测,所获数据适用于物质输运过程和机制的分析.
关键词
潮滩
高分辨率数据采集
浪流联合作用
底部切应力
悬沙浓度
分类号
TV148 [水利工程—水力学及河流动力学]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于潮间带现场数据的底部切应力算法对比
孙剑雄
张文祥
史本伟
《海洋学研究》
CSCD
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
2
基于OpenFOAM的礁坪上波浪底部切应力数值模拟研究
黄哲
李岩汀
胡乾明
刘清君
孙天霆
王登婷
《水道港口》
2022
1
下载PDF
职称材料
3
北部湾南部海域近底悬沙输运及地貌演变
马小川
阎军
范奉鑫
王诗文
姚平
《海洋学报》
CAS
CSCD
北大核心
2012
4
下载PDF
职称材料
4
九龙江河口区悬沙浓度的实测与模型结果对比研究
李东义
陈坚
汪亚平
王爱军
《泥沙研究》
CSCD
北大核心
2013
2
下载PDF
职称材料
5
浪流联合作用下潮滩沉积动力过程的高分辨率数据采集与分析
汪亚平
高抒
贾建军
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006
28
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