飓风极值波浪数值模拟

飓风浪对于船舶航行、海洋和海岸结构物的安全意义重大,分析工程区设计波要素需要考虑飓风引起的大浪。采用YoungSobey风场模型建立飓风风场,以飓风风场作为第三代波浪模型MIKE 21 SW的驱动场,对发生在大西洋的飓风IRENE引起的飓风浪进行模拟,并将模拟结果与实测浮标数据进行对比。对比结果显示,MIKE 21 SW可以很好地模拟飓风引起的极值波浪要素。     

旅顺新港旅游休闲区波浪数值模拟研究

工程海域的波浪条件是港口规划设计中需要考虑的首要因素。针对旅顺新港旅游港区扩建预案,应用水动力学软件MIKE21的SW和BW数学模型对防波堤建设前后工程海域的波浪场进行数值模拟。根据工程区域水深及地形变化特点,采用远场大区域推算与近场小区域精细模拟相结合的方法,计算了拟建水工建筑物的设计波浪要素及港内波况。结果表明:工程受NW和NNW方向波浪影响较大,当重现期为50 a时,外护岸、防波堤和泊位处的有效波高分别为4.74 m、5.66 m和1.10 m;若在防波堤和外护岸西侧增加一条垂直于NW方向的潜堤,外护岸、防波堤和泊位处的有效波高分别降至3.43m、3.79 m和0.75 m。     

条子泥匡围工程二维潮流数值模拟

基于MIKE21软件建立起条子泥匡围工程二维潮流数学模型,研究工程建成前后附近区域流场变化,特别是匡围工程龙口口门内外的流场变化,以期为该地区后续工程的建设提供技术支持。     

湄洲湾海域波浪数值模拟研究

湄洲湾及周边外海地形多变、岛礁众多,湾内波浪传波机制复杂。为了了解该海域的波浪分布特征,采用MIKE 21 SW模块建立了湄洲湾海域波浪数值模型,获得工程区波浪要素。同时将数值模型结果与莆田公式计算值进行对比,说明了数值解的合理性。相关方法和结果可为今后湄洲湾内工程波浪要素的推算提供借鉴。     

基于流凌演进数值模拟的可视化方法

针对流凌演进三维可视化技术在冰冻河流可视化仿真方面不足的问题,结合MIKE21与ArcGIS软件,提出一种基于流凌演进数值模拟结果的可视化方法。通过模型构建、网格划分、边界条件确定,开展流凌演进数值模拟与分析,建立面向可视化的流凌演进数值模拟结果提取方法,实现流凌演进三维可视化仿真场景与数值模拟的可视化数据融合。基于空间数据库与属性数据库,建立的流凌演进仿真模拟系统,可全方位展示流凌演进过程中地形、水流、堤防结构物等仿真模拟结果。     

冀东南堡人工岛工程潮流泥沙数值模拟*

采用平面二维潮流、泥沙数学模型,结合三重嵌套网格模式,就冀东南堡人工岛附近海域的潮流及泥沙场进行模拟。人工岛工程前、后的潮流场变化表明:由于人工岛及引桥对水流的拦截作用,人工岛后沿及引桥两侧流速减小,人工岛前沿则随着过水断面束窄,流速有所增大。同时,在挖沙池附近,由于局部地形调整,水动力条件在不同位置变化情况稍有差异。此外,泥沙冲淤演变验证了水动力条件变化对泥沙输移的影响:在水流流速增大的区域发生冲刷,而在水流动力减弱的区域则发生淤积。     

直立码头前沿波高模型及数值模拟

立足港区平面规划布置实际需求,对防波堤掩护下的港域进行波浪物理模型试验。并基于MIKE21-BW模型的数值模拟,研究不规则波以一定角度入射直立式码头后泊位的波高情况。数值模拟及物理模型试验均可考虑波浪由外海传向近岸的绕射、反射及折射等过程。通过上述两种手段对比码头前沿提取的波高数据,结果吻合良好,说明MIKE21-BW模型能够应用于近岸波浪的传播变形及港区波浪条件研究中,为港区的平面布置提供科学的研究依据。     

舟山绿色石化围垦工程前后冲淤特性研究

海涂围垦工程对周边水动力、泥沙冲淤以及生态环境有较大影响.文章采用MIKE21水动力模块对舟山绿色石化围垦工程前后的水动力变化进行对比分析,并结合经验公式对泥沙冲淤进行了详细研究.结果表明,该工程海域整体潮流运动以往复流为主,围垦工程设计以顺应潮流运动方向为指导,工程前后大范围的流场改变较小,仅在工程周边受岸线改变的小...     

秦皇岛市莲花岛工程潮流泥沙数值模拟研究

文章采用波流共同作用下平面二维水沙数学模型,基于三角形网格剖分模式,针对秦皇岛市莲花岛人工岛工程开展潮流及泥沙数值模拟。研究结果表明:莲花岛外形轮廓近似呈椭圆状,长轴走向与岸夹角较小,与水流主流向夹角较小,且围垦面积有限,工程方案实施后未明显改变工程海域大范围主流态,仅人工岛及附近小区域发生一些改变。人工岛方案实施后,流速有增有减,但变化幅度较小,基本控制在0.10 m/s以内;海床冲淤变化影响范围也主要集中在人工岛附近区域,冲淤变化幅度多介于-1.5~+0.9 m,少部分区域冲刷幅度超过1.5 m,其中人工岛迎浪面大部分区域呈海床冲刷状态,人工岛内部水域呈淤积状态。     

透浪建筑物掩护水域波浪数值模拟研究

为了研究透浪水工结构掩护水域的波浪条件,采用MIKE21系列软件的BW模块及SWAN模型对假定工况下的波 浪传播进行了模拟。通过2组数值模拟结果与整体波浪物理模型试验结果的对比,比较了2种数值方法模拟掩护水域波浪条 件的可行性及适用性,然后采用SWAN模型模拟了12级风条件下潜堤掩护水域的风浪场,取得了较好的效果。     

强浪条件下半掩护港区波浪场数值模拟

以以色列南部新建Ashdod码头为工程背景,在分析港区自然条件的基础上,利用二维河口与海岸模拟软件MIKE21,建立了基础方案各个施工阶段港内泊稳模型。通过对不同施工阶段下半掩护港区波浪场进行数值模拟分析,掌握了港内波浪场的分布情况,确定港内正常施工时防波堤口门处的容许波浪要素。根据防波堤口门处的波浪统计资料,得到港区不同区域的最大作业波高标准以及港区不同区域不同施工阶段下全年不可作业的天数。研究结果为工期的合理安排和作业窗口的确定提供依据,并提出了科学合理的施工工序建议。     

天津港某液体化工码头船舶污染影响模拟研究

本研究以潮流计算结果和风场资料分析结果为依据,采用溢油模型对海上溢油的扩散、漂移和岸线吸附等物化过程进行模拟,分析研究预测油膜的演变,预测油膜漂移轨迹和归宿.计算结果表明当南港港池口门位置处发生溢油事故后,油膜均会漂出南港口门外,在风的作用下会对周边环境一定范围内产生一定影响.     

长江口海域波浪场模拟研究

采用MIKE21 SW波浪谱模型对长江口海域在凤凰台风期间的波浪场进行了模拟计算,考虑了水位和流速的影响,模拟结果和实测吻合较好,能够反映长江口海域的波浪分布。结果显示出水位对波高的影响是比较明显的,高水位条件下深水航道两侧和坝田区波高达到1 m以上,为泥沙的再悬浮提供了动力。     

舟山钓梁二期围垦工程潮流泥沙数值分析

通过建立平面二维潮流泥沙数学模型并采用实测资料对模型进行验证,模拟了钓梁二期围垦工程南堤实施前后的潮流场,分析了围垦南堤建设后对螺门码头附近海域潮流的影响及冲淤变化情况。研究结果表明:围垦南堤的实施使得码头群东侧海区流速减小较明显。围垦南堤实施后钓梁湾内海域整体呈现淤积状态,平均淤积强度在0.8 m/a左右,码头前沿海域平均淤积强度约为1.1 m/a。     

瓯江口波流耦合作用下二维流场数值模拟研究

基于MIKE21 SW海浪模式,建立非结构网格下的瓯江口二维、双向波流耦合数学模型,对该海区波流共同存在下的二维流场进行了数值模拟,计算结果与实测数据吻合良好,且优于未耦合的结果,比较分析表明：考虑潮流作用大大改善了波高和周期的计算结果,使之更接近观测结果;波浪对潮位的影响较小,对流速的影响较大,其中落潮憩息时刻,波浪对流速的影响最大.     

梅东浅滩围垦对水流影响的数值模拟

由于梅山本岛土地资源紧张,为了实现梅山规划区块功能,初步考虑在梅山本岛东部围垦以建设梅山通用航 空产业基地等基础设施。采用MIKE 21 HD水动力模型对梅山水道封堵前提下5个不同围垦方案实施后对梅山岛海域的流场 情况进行了数值模拟,并对比围垦实施前后潮流场变化情况,对各方案进行初步比选。从模拟结果可以看出,规划梅东围 垦工程的建设不会改变大范围整体海域的流场结构。总体而言,梅东围垦方案一围垦范围最小,受其影响的范围也相对较 小,而方案5由于未封堵扑蛇山与梅山间汊道,因此其对穿山南作业区的影响程度要小于其他各封堵汊道的方案。     

利用数学模型进行港内长周期波浪风险分析

针对港内长周期波风险问题,使用MIKE 21 BW模型建立了港内波浪传播数学模型。模型的构建使用了白噪谱和天然波况作为入射波浪条件。基于白噪谱的模拟结果,使用数字滤波技术分析了港池固有共振周期,并给出了相应共振周期下的水面高程和能量密度分布;基于天然波况的模拟结果,提取了泊位处的波高时间序列,以30 s为界限,分离出了长周期波。以西非某港为例,探讨了港池的长波风险,模拟结果可作为港池布局的参考依据。     

东江博罗浅段航道整治工程数值模拟

采用一维三级联解方法，对东江惠州一东江口范围进行建模、率定和验证，计算和分析在各种设计水文组次(设计最小通航流量、整治流量、各级洪水流量)下，6个整治工程方案对博罗浅段水位和流速的影响，并确定推荐方案。验证结果表明：模型较好地模拟了河道的实际情况，可用于各工程方案之对比。