基于第三代浅水波浪模型的海区泥沙骤淤数值预报及工程应用

在简要介绍现有近岸波浪数值模型的基础上,对应用了最新波浪研究成果、适用于海岸、湖泊和河口地区的第三代浅水波浪数值预报模型的研究和应用进行了详细论述。通过该模型数值计算得到黄程山局部区域不同风向的有效波高分布,将模型与海区泥沙骤淤机理相结合,进而得到整个区域平均含沙量的分布,并数值预报近岸区域骤淤量随时间的变化,研究成果可为海区大风浪情况下骤淤预报提供理论指导,本文最后讨论了泥沙骤淤计算模型未来发展的趋势。

数值波浪模型在仰光港的应用(英文)

通过第3代谱数值波浪模型(Simulating Wave Nearshore, SWAN)预测和估计波浪特性.数值模拟选取2个区域,首先计算85°E ~100°E, 8°N^22°N的大区域,网格数181×169,精度为0.05′×0.05′,然后计算94°E ~98°E, 15°N^18°N的小区域,网格数为49×37,精度为0.05′×0.05′,后者嵌套在前者中.仰光港作为缅甸主要的贸易中心,位于嵌套区域.大区域的SWAN运行结果为小区域计算提供边界条件.

海上试验场对近岸波浪数值模式研究工作的支撑作用分析

分析了波浪数值模型研究工作的需求,并结合海上试验场自身的特点,提出相应的海上试验场建设方案,以更好地发挥海上试验场对波浪数值模型在近岸区域应用研究工作的支撑作用。

航道水深对波浪传播影响的数值模拟研究

利用CGWAVE波浪数值模型探讨波浪入射角度不同时航道水深对波浪传播的影响,得出航道与两侧岸滩不同水深比条件下的波浪临界入射角。通过与物理模型试验的对比验证该数值模型的可信度,并将其应用于曹妃甸中心渔港一期工程项目中,本研究的相关成果可用于指导航道工程设计和建设。

基于BEM与VOF耦合模型的潜堤附近波浪变形研究

BEM和VOF方法是目前模拟近岸波浪变形的2种有效方法。以这2种模型为基础构建了一个前域应用BEM、后域应用VOF方法的波浪数值计算耦合模型(BEM+VOF模型),并应用该模型对波浪越过水下潜堤的波面变形过程进行研究。结果表明,计算值与实验值吻合良好,说明本文建立的波浪耦合模型可以很好地模拟波浪和结构物的相互作用。

高阶谱方法建立三维畸形波聚焦模拟模型

三维波浪方向聚焦是畸形波形成机理之一。为了模拟和分析这一现象,在势流理论内基于改进的高阶谱(HOS)方法,给出了时空聚焦方式生成畸形波的三维波浪模型。利用满足周期性边界条件的具有不同频率、不同传播方向的各独立组成波,分隔了计算域内的能量;使各组成波采用等振幅能量分布的形式,聚焦模拟了实验尺度畸形波;把高阶谱方法拓展到大尺度的开敞海域,考虑波浪方向分布的影响,聚焦模拟了大尺度畸形波的发展和形成过程。

极值风况下SWAN模型各参数的影响分析

以SWAN为例,在极值风况下,分别研究白帽耗散、底摩阻、波浪破碎、潮位等物理过程对波浪谱数值模型模拟的波浪场影响。计算结果表明:潮位对近岸极值波浪模拟影响明显,深水时底摩阻对波浪场响应程度较低,波浪场在深水区对白帽耗散效应的响应程度明显大于浅水区,水深诱导的波浪破碎是近海波浪场模拟影响最为显著的参数。东店渔港附近海域4个特征点波浪设计要素的模型计算值和推算值相对误差最大为4.24%,表明SWAN模型在计算近岸某点的波浪设计要素方面具有较高的精度。

0-1型BEM与VOF方法耦合模型的研究与应用

文章讨论了近年来出现的波浪耦合数值模型,并建立了一个前域采用考虑底摩阻的0-1型BEM方法,后域采用VOF方法的双向耦合的波浪数值模型(0-1BEM+VOF模型)。应用模型计算了平缓岸坡上规则波的传播与破碎,并通过与物模试验的结果进行对比,表明了0-1BEM+VOF波浪耦合数值模型可以很好地模拟波浪的传播与强非线性变形,验证了该模型的有效性和准确性。

基于港区泊稳的厦门港将军澳作业区码头平面布置方案研究

随着漳州市临港工业园区快速发展和外贸规模持续扩展,现有的港口难以满足经济发展需求,迫切需要开发将军澳作业区。为保障将军澳作业区靠离泊安全及系泊作业安全,本文建立了外延至45m等深线外海的将军澳波浪数学模型,对不同布置方案下港区和外海比波高及泊稳条件进行了计算与分析,综合比选了将军澳作业区平面布置的推荐方案,研究成果可为类似沿海码头作业区工程布置提供技术参考。

基于数值模拟的非线性波浪在直立墙上爬高的研究

在海洋和近海工程中,波与波相互作用或波与结构相互作用而产生的极端波浪爬高,严重威胁着海洋工程建筑物的安全。该文基于一个非静压数值波浪模型建立了三维波浪数值水池,对非线性波浪作用下直立结构物上的波浪爬高进行了研究。结果表明,不同水深、不同波陡的规则波与直立板相互作用时,波浪爬高在直立板上的分布差异较大;波浪振幅放大率,即波浪爬高与入射振幅的比值,随着波陡以及水深的增大而增大,并且最大放大率从直立板中心处逐渐移向板墙交界处;波浪振幅放大率最大达到4.0,远大于线性理论预测值2.0。