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swan波浪模型在黄茅海水域的应用

SWAN波浪模型在黄茅海水域的应用

中国水利学会2013学术年会

作者：张心凤珠江水利科学研究院

介绍了基于当代最新波浪理论研究成果的第3代浅水波浪数值模型swan模型。基于此模型,先选用椭圆形浅滩试验成果进行验证,再对黄茅海水域的波浪场进行模拟,最后分析了黄茅海水域常向波浪分布情况。

关键词： swan波浪模型椭圆浅滩数值模拟

来源： cnki会议评论

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基于合成风场的涌浪指数分布特征研究

海洋通报 2024年

作者：郑国诞时媛樊立东时健刘烨浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院) 河海大学

河口区波浪基本以风涌混合浪的形式存在，不同的风涌浪比例对于沿岸工程设计、防灾减灾等均有一定的影响。本文基于混合风场利用swan模型复演了浙江省“利奇马”台风期的波浪场，并以椒江口为例，对台风期间的风涌浪进行分离，分析了涌... 详细信息

河口区波浪基本以风涌混合浪的形式存在，不同的风涌浪比例对于沿岸工程设计、防灾减灾等均有一定的影响。本文基于混合风场利用swan模型复演了浙江省“利奇马”台风期的波浪场，并以椒江口为例，对台风期间的风涌浪进行分离，分析了涌浪指数在平面上的分布情况以及随时间变化的过程，研究表明：1、藤田模型与ERA5风场合成的混合风场能较好的模拟台风期实际风场；2、不受台风影响的椒江口波浪特征表现为以涌浪为主，涌浪指数从口外到口内为0.9～0.5，而在台风来临时，涌浪数值逐渐下降，直至接近0，波浪特征表现为风浪为主。

关键词： ERA5 风场合成利奇马台风 swan波浪模型风涌浪分离椒江口涌浪指数

长江口附近海域台风浪的数值模拟——以鹿沙台风和森拉克台风为例

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海洋学报 2004年第5期26卷 23-33页

作者：胡克林丁平兴朱首贤孔亚珍华东师范大学河口海岸国家重点实验室上海200062

利用swan波浪模型计算长江口附近海域的台风浪,鉴于长江河口岸界和地形复杂,拟采用曲线网格.为证实曲线网格下的swan模型对于复杂地形的有效性,首先选用美国特拉华大学波浪水池实验资料对swan模型进行检验,结果表明利用曲线网格能不过... 详细信息

利用swan波浪模型计算长江口附近海域的台风浪,鉴于长江河口岸界和地形复杂,拟采用曲线网格.为证实曲线网格下的swan模型对于复杂地形的有效性,首先选用美国特拉华大学波浪水池实验资料对swan模型进行检验,结果表明利用曲线网格能不过多增加计算量而提高关键区域的计算精度.以0215号鹿沙台风和0216号森拉克台风为例,将swan模型应用到长江口附近海域,进行台风浪的数值模拟.通过浮标测站实测资料验证,表明有效波高计算值与实测值符合良好.通过综合分析模型计算的波浪场,说明swan模型能合理地反映长江口附近海域台风浪的分布.

关键词： swan波浪模型长江口台风浪数值模拟

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基于Holland风场的台风浪数值计算

水利水运工程学报 2017年第4期 28-34页

作者：杨万康尹宝树伊小飞杨青莹施伟勇中国科学院海洋研究所山东青岛266071 中国科学院大学北京100049 国家海洋局第二海洋研究所工程海洋学重点实验室浙江杭州310012 广东海洋大学海洋与气象学院广东湛江524088

在海岸工程中,台风浪的影响较大。为了提高台风风场模拟精度,基于Holland台风风场模型,选取不同的最大风速半径参数和B参数进行组合,将模型构造风场与实测浮标风速资料进行比较分析,误差统计表明,Willoughby风速半径公式和Vickery的Holl... 详细信息

在海岸工程中,台风浪的影响较大。为了提高台风风场模拟精度,基于Holland台风风场模型,选取不同的最大风速半径参数和B参数进行组合,将模型构造风场与实测浮标风速资料进行比较分析,误差统计表明,Willoughby风速半径公式和Vickery的Holland B参数公式组合之后的计算误差最小,对风场的模拟效果最好。然后采用swan近岸波浪模型,选取最优风场参数,模拟了1323号"菲特"台风过境期间浙南地区的台风浪。模拟结果表明,最优组合参数生成的台风风场,对台风浪的模拟结果较好。当台风登陆时,温州地区的有效波高超过了10 m,明显高于其他区域,近岸波高等值线分布较为密集,台风移动方向右侧有效波高相对较大。台风进入内陆以后,波高迅速减小至4 m左右。

关键词： Holland风场模型最大风速半径 B参数 swan波浪模型

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江苏如东附近海域风浪场的数值模拟

水运工程 2007年第1期 20-24,29页

作者：陈波蒋昌波陈汉宝中交第四航务工程勘察设计院有限公司广东广州510230 长沙理工大学河海工程学院湖南长沙410076 交通部天津水运工程科学研究所天津300456

介绍国际上较为先进的第3代近岸波浪数学模型swan模型。先选用水下圆形浅滩试验对模型进行验证计算,再对江苏如东附近海域在定常风和“9711”号台风作用下的波浪场进行了模拟,通过与现场测量结果的比较,表明swan模型可以较合理地反映江... 详细信息

介绍国际上较为先进的第3代近岸波浪数学模型swan模型。先选用水下圆形浅滩试验对模型进行验证计算,再对江苏如东附近海域在定常风和“9711”号台风作用下的波浪场进行了模拟,通过与现场测量结果的比较,表明swan模型可以较合理地反映江苏如东附近海域在定常风和“9711”号台风作用下风浪的成长和传播过程。

关键词： swan波浪模型圆形浅滩风浪数值模拟

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多组分细颗粒泥沙输送的二维数值模型

多组分细颗粒泥沙输送的二维数值模型

作者：张宗亮天津大学

学位级别：硕士

我国许多海岸主要由细颗粒泥沙组成,相当多的细颗粒泥沙往往由粉沙和粘性细颗粒泥沙混合组成,而粉沙和粘性泥沙的运动特性有着较大的差别,合理地模拟这种混合细颗粒泥沙的输送对于港口航道淤积和海岸演变研究具有重要意义。为此,本文建... 详细信息

我国许多海岸主要由细颗粒泥沙组成,相当多的细颗粒泥沙往往由粉沙和粘性细颗粒泥沙混合组成,而粉沙和粘性泥沙的运动特性有着较大的差别,合理地模拟这种混合细颗粒泥沙的输送对于港口航道淤积和海岸演变研究具有重要意义。为此,本文建立了风浪流共同作用下多组分细颗粒泥沙运动的数学模型,用于模拟由粉沙与粘性细颗粒泥沙组成的混合泥沙的运动,以期为航道淤积等工程问题提供依据。本文首先引入计算潮流的ADCIRC模型和计算波浪场的swan模型。为了较准确地计算波、流运动以及考虑波浪和潮流之间的相互作用,采用三层嵌套模式并在中、小模型进行波流场迭代。上述耦合模型合理考虑了风、浪、流及其相互作用,可以获得较准确的波、流场,模型结果得到了实测数据验证。在求解波流动力的基础上,基于细颗粒泥沙冲淤原理和对流扩散方程,采用有限元法建立了风、浪、流共同作用下二维多组分泥沙数学模型,并利用现场测量数据对模型进行了参数调试和验证。最后,将所建立的模型应用于黄骅港航道回淤模拟,分别以整治工程前后发生的大风为例计算了大风期间泥沙的运动和航道淤积,结果表明,建立的模型能较好地反映客观现象,进一步改进后可以用于指导工程实践。

关键词：粉沙粘性泥沙多组分泥沙输送 swan波浪模型 ADCIRC潮流模型冲淤模型

莱州湾风暴潮过程增水、波浪、风暴潮流数值模拟研究

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莱州湾风暴潮过程增水、波浪、风暴潮流数值模拟研究

作者：张永强国家海洋局第一海洋研究所

学位级别：硕士

风暴潮是渤海,尤其是莱州湾海域的重要海洋自然灾害之一。寒潮大风期间,由于风暴潮与天文潮高潮位叠加使得水位产生明显暴涨、水位增高使得波浪破碎带移向浅水区、风暴潮流流速大且流向稳定,多发生耕地淹没、海岸侵蚀、盐田和养殖池冲... 详细信息

风暴潮是渤海,尤其是莱州湾海域的重要海洋自然灾害之一。寒潮大风期间,由于风暴潮与天文潮高潮位叠加使得水位产生明显暴涨、水位增高使得波浪破碎带移向浅水区、风暴潮流流速大且流向稳定,多发生耕地淹没、海岸侵蚀、盐田和养殖池冲垮、码头和堤坝等海岸工程毁坏,造成巨大经济损失。实际上,波浪和风暴潮流相对于增水在滨海开发工程和海岸防护工程破坏上起着更为重要的作用。本文采用QSCAT/NCEP混合风场资料作为流场和波浪场模型输入风场数据,建立了莱州湾海域的风暴潮流场模型和swan波浪场模型,分析了2003年10月偏NE向寒潮大风影响下,莱州湾海域的增减水、波浪特征,尤其是风暴潮流特征:近岸侧风暴潮流沿岸顺时针流动,在黄河大嘴南侧造成壅水,最大增水达2.0m以上;波浪辐射应力分布与海底表层沉积物类型分布规律具有一致性;波浪辐射应力主要分布断面上,风暴潮流具有流速大、顺岸持续性流动的特点。莱州湾为粉砂淤泥质海湾,在大风天海湾海岸带物质输运动力机制和海底地形地貌塑造上,波浪和风暴潮流担当着重要角色。合理透彻地分析波浪和风暴潮流特征对于寒潮大风期间的灾害预防措施制定、海岸工程防护具有重大的实践意义。

关键词：莱州湾风暴潮流场模型 swan波浪模型增减水风暴潮流波高

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天津沿海风暴潮特征及预报模型研究

天津沿海风暴潮特征及预报模型研究

作者：马筱迪天津大学

学位级别：硕士

天津位于渤海湾湾顶,自古以来就是风暴潮发生的重灾区。作为环渤海经济圈最重要的港口城市,天津社会经济发展迅速,对防灾减灾的要求也相应提高。因此,深入了解天津沿岸风暴潮特性,进一步提高风暴潮预测、预警水平,对于保证沿岸居民人身... 详细信息

天津位于渤海湾湾顶,自古以来就是风暴潮发生的重灾区。作为环渤海经济圈最重要的港口城市,天津社会经济发展迅速,对防灾减灾的要求也相应提高。因此,深入了解天津沿岸风暴潮特性,进一步提高风暴潮预测、预警水平,对于保证沿岸居民人身安全和财产安全具有重要意义。本文搜集了天津地区1950-2014年65年间的113次对天津滨海区域及附近有显著影响的风暴潮的观测数据,分析了天津沿岸风暴潮的特性,结果表明天津一年四季都有发生风暴潮灾的可能,并且8、10和11月是风暴潮灾发生的高峰期。将所得的风暴潮分为温带风暴和热带风暴两类,分别对两类风暴潮的特征进行了分析。对天津沿海风暴潮的成因进行了探讨,主要分析了天津沿海的风向频率、6级以上大风风向频率和8级以上大风的风向频率与增水的关系。利用耿贝尔分布对天津地区年最高潮位进行了分析,得到了不同重现期的潮位值。在特大值的处理方面,考察了天津沿海历史风暴潮,并将考证重现期定为400年,最终得到的耿贝尔理论频率曲线能够更好地拟合塘沽验潮站年最高潮位的经验累积频率点。详细分析了天津沿海地面沉降情况和海平面上升情况,对1950-2012年最高潮位进行沉降量校正后计算得出的天津沿海重现期高潮位明显增高。利用搜集的风暴潮实测增水资料与NCEP风场、气压场资料,建立增水的多元回归方程,建立了三种模型,分别对不同种类的风暴进行了回归分析,最终选取最优的回归方程。利用课题组水动力学模型和swan波浪,建立了风暴潮波流耦合模型,对典型风暴潮过程进行了回报,回报结果比较理想。并利用回报结果对渤海湾的风暴潮潮流场、增水场特征进行了分析。

关键词：天津风暴潮重现期回归模型 NCEP风场 swan波浪模型数值模拟

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渤海湾水交换及泥沙输运特性的数值模拟研究

渤海湾水交换及泥沙输运特性的数值模拟研究

作者：王道生天津大学

学位级别：硕士

频繁的人类活动导致海岸带生境退化和生态功能丧失的形势日趋严峻。为了保护和改善海岸带生态环境，有必要理解污染物在水体中的迁移扩散规律和水体的自净能力。而深入研究泥沙的运动特性对于理解污染物的迁移扩散也是至关重要的，因为... 详细信息

频繁的人类活动导致海岸带生境退化和生态功能丧失的形势日趋严峻。为了保护和改善海岸带生态环境，有必要理解污染物在水体中的迁移扩散规律和水体的自净能力。而深入研究泥沙的运动特性对于理解污染物的迁移扩散也是至关重要的，因为泥沙(尤其是细颗粒泥沙)是海洋环境中众多污染物的载体。本文首先建立水深积分的二维潮流模型，用解析解、实验数据和渤海的实测数据校准和检验了模型。检验结果表明本文建立的潮流模型可以得出可靠的渤海湾的流场。其次，建立了拉格朗日粒子跟踪模型，模拟了渤海湾水质点的运动。根据数值模拟结果，以水交换时间尺度作为指标评价了渤海湾整体和局部的水交换特性，并结合余流场的特性分析了水交换特性的内在机理。结果表明：渤海湾整体的更新时间在2.41.54年左右，水交换能力较弱;水交换能力和当地的余流场特性有明显的相关性。此外，研究还表明：在将返回系数应用于水交换能力较弱的大型海湾时，存在着一对多的情况，不能单独通过返回系数来评价各处水体对整个区域水交换的贡献，需结合驻留时间和曝光时间进行分析。然后，基于swan模型建立了渤海的波浪模型并进行了校准和验证。以渤海的实测风场数据为基准对ECMWF风场数据进行了检验和修正，结果表明修正后的ECMWF风场在渤海区域基本可用。进一步，针对本文的研究区域，对波浪模型中的风成长系数和底摩阻系数进行了校准。结果表明：用修正后的ECMWF风场驱动校准后的swan波浪模型，无论是在不同水深区域亦或是不同时间尺度及时间范围上，模拟结果都与实测数据符合较好。最后，建立了波、流共同作用下的渤海湾悬沙输运模型。实测数据的检验表明模型可以获得比较满意的结果。进一步，用该模型模拟和分析了渤海湾悬沙输运的季节性变化特性。结果表明：冬季渤海湾的泥沙含量整体较夏季大，其原因在于冬季多大风天气，风浪作用对于泥沙的再悬浮作用较大，冬季与夏季相比底部切应力整体较大;冬季大风过境时，波高较平常显著增大，泥沙含量增大的水平不如波高明显，且大风过后波高迅速恢复到大风来临之前的水平，而泥沙含量基本维持在大风过境时的水平;从作用范围来看，相对于潮流，波浪仅在近岸区域对泥沙输运有显著影响。

关键词： swan波浪模型波流耦合 ECMWF再分析风场渤海湾水交换悬沙输运