潍坊港海域波浪数值模拟*

采用WRF风场模式和SWAN海浪模式,分别进行渤海湾的风场和波浪场后报计算,并以波浪气象浮标实测数据对风场和波浪场进行验证,效果良好。以后报结果为样本,采用P-Ⅲ型拟合方法,对莱州湾湾口-15 m等深线处的风场与波浪进行统计分析,得到50 a一遇的设计要素值。运行MIKE21 SW模块建立潍坊港海域的波浪数值模型,进行50 a一遇重现期下的波浪浅水传播计算。模拟结果表明,该模型适用于模拟潍坊港附近海域的波浪传播过程,计算结果可为港区的码头、沙堤和航道等的设计和建设提供参考     

2011年“梅花”台风过程波浪模拟研究

利用具有实测气象资料同化功能的WRF模型和MCT实时耦合SWAN-FVCOM模式,对"梅花"台风过程的风、浪、流进行数值模拟,计算结果与实测结果对比表明,数模结果能较好描述台风路径、台风风场以及波浪场。将台风期间大连损毁海岸工程附近海域波浪特征与50年一遇设计波浪进行了对比,建议在我国东部沿海受台风影响的沿岸设计波浪要素的确定中进一步加强对较长周期波浪的研究。     

大连长兴岛北港区波浪条件数值模拟研究

利用国际通用的MM5风场模式和SWAN浪场模式,通过推算影响工程海域的台风和寒潮大风天气过程,得到工程海域-30 m等深线处不同重现期设计波要素,然后采用MIKE 21 NSW和BW波浪数学模型,对工程规划方案设计波要素和港内波况进行了计算。结果表明:工程受N向和NNE向风浪影响相对较大,外海波浪传播至防波堤处无明显衰减;设计高水位重现期50 a时防波堤处最大H1%约7.3 m;防波堤对港内围堰掩护较好,建成后港内波浪条件明显改善。     

SWAN风浪成长模型在近海设计波浪要素推算中的应用

根据黄、渤海区20 a中最大风速对应的风场过程,利用SWAN模型模拟风浪的成长过程,利用针对模型推算所得的烟台芝罘岛附近海域的系列波浪要素,进行P-III型曲线的拟合分析,得到不同重现期条件下的特征波浪要素。模型计算过程中,只需对美国NCEP和欧洲ECMWF风场后报资料进行简单校正,据此通过SWAN模型推算的特征波浪要素值就可与根据芝罘岛海洋环境监测站现场观测资料推断的波浪要素值基本一致。     

基于SWAN模式对台风海燕风浪的推算

选用内域藤田外域高桥的混合风场模拟台风风场,应用第三代海浪数值模式SWAN对2013年影响南海海域的超级台风＂海燕＂进行台风浪的推算。通过对测点处风速以及推算出有效波高与实测数据对比,分析发现模式计算结果与实测吻合良好。同时将其应用到南海海域波浪场的推算,能够很好地刻画台风经过时波浪场在时间和空间的变化,可为以后风浪的预报提供参考。     

“韦帕”台风过程中南黄海海域流场研究

台风经过海域时,会造成海面强风以及特殊分布的波浪场,可能引起潮流场的强烈变化。为深入探讨台风过程中流场的变化,研究风应力与辐射应力对潮流场的作用,选用WRF模型、第三代海浪模式SWAN、三维水动力模型FVCOM,针对"0713"号"韦帕"台风期间的台风风场、潮流场、波浪场进行数值模拟。结果表明WRF-SWAN-FVCOM模式能够较好地模拟"韦帕"台风期间南黄海海域流场。波浪和流场受旋转台风影响均出现旋转特性,但与台风旋转风场有一定延迟。与纯潮流场相比,风应力和波浪辐射应力对表层流场产生明显影响,风场影响最为显著,波浪辐射应力使南黄海海域沿岸流发生一定增大。     

波流耦合模型在风暴潮波浪增水推算中的应用

文章通过收集威海海域附近引起严重影响的台风资料,并以历时台风资料为样本,采用montecarlo随机模型重新生成12组台风。建立波流耦合数值数学模型,以台风为驱动要素,对风暴潮引起的波浪增水进行了分析计算,得到台风过程影响下威海沿海海域的风暴潮增水与波浪要素,将研究结果进行了验证和与实测数据进行分析比较,并将研究结论应用于部分工程的实践。     

基于ECMWF再分析数据的孟加拉湾风浪特征分析

孟加拉湾是21世纪海上丝绸之路的重要海区,系统性的分析该海域的风浪特征有利于推动孟加拉湾海上工程的开展和实施。文章利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)中历史再分析数据,统计分析了多年孟加拉湾波浪场、海表面风场的特征以及海湾内3个代表性港口的风浪特征,主要内容包括波浪场、海表面风场的季度特征,3个港口的季度风浪特征等方面。分析表明:孟加拉湾的波浪条件具有季节性变化特征,且在西南季风的影响下有效波高的平均值大于在东北季风影响下的有效波高的平均值;受岛链的掩护作用安达曼海沿海有效波高平均值0.8 m左右,小于孟加拉湾东部沿海有效波高平均值;风速季度性变化特征明显,第三季度为季风期大于其他季度平均风速;海湾内中低纬度(5°N～15°N)处的平均风速大于中高纬度和赤道附近的平均风速。     

Rock manual公式在防波堤季风期防护计算的运用

结合斯里兰卡科伦坡港口城防波堤及护岸季风期结构临时防护成功案例,介绍在未按最终设计断面完成、现场防护石料不足的情况下,利用Rock manual中的Van der Meer和Hudson公式进行防波堤、护岸防护块体的计算及选型,提出较为稳妥的防护方案,确保受长周期强涌浪影响下的斜坡式防波堤、护岸结构安全度过季风期,为类似项目提供一定的借鉴。     

基于SWAN-MIKE21嵌套模型在大连湾某工程区的波浪后报模拟应用

近海工程中,需分析波浪在工程区的传播特点.采用SWAN-MIKE21嵌套模型对某工程海域进行波浪后报模拟分析,同时进行波浪实测.模拟结果与实测平均绝对误差在0.2 m以内.SWAN-MIKE21嵌套模型兼顾了大尺度模型计算速度,小尺度地形网格划分及后处理.后报模拟结果表明,波浪主要影响因素为外海波浪和区域风场.外海波浪...     

江苏海域波浪分布特征研究

以1991—2011年风场数据为驱动,运用第3代波浪模型SWAN对江苏海域的波浪分布特征进行了模拟研究。首先运用基于浅水方程的Delft3D-flow模块对江苏海域的潮波进行模拟,给波浪模型提供一个准确的边界条件;其次运用SWAN模型对江苏海域的波浪进行模拟并与观测值进行比较;最后对江苏海域的波浪分布特征进行研究。结果表明:江苏海域年平均波高由南往北依次递减,年平均最大值为1.5 m左右,强浪向为NE向,四季中冬季的平均波浪最大,春秋次之,夏季最小。     

大型港区港内波浪条件分析研究

以某大型港区工程为实例,通过波浪整体物理模型试验,研究了通过防波堤口门传入港区的波浪条件,并采用数学模型模拟了港内局部小风区成浪的影响。并将两者的结果按照相关方法进行了合成和对比分析。结果表明,对于大型港区,港内局部小风区风成浪对港内码头设计波浪要素和码头泊稳条件都有一定的影响,这是大型港区设计时需要考虑的因素。同时还指出对于防波堤越浪的情况,应考虑越浪产生的堤后次生波对港内码头处波浪条件的影响。     

南海北部湾台风浪数值模拟方法研究

对第三代近岸海浪数值模式SWAN控制方程进行简要介绍,并利用由藤田和高桥公式相互嵌套的方法提供了台风风场,用SWAN模式采用大小模型范围嵌套的方式对影响南海北部湾海域的8303号台风浪过程进行了模拟验证,并利用该模式预报了该海域在不同台风作用下的台风浪过程.结果表明,模拟结果与实际海浪观测资料吻合较好,计算预报结果可以为该海域台风浪防灾等提供较为重要的参考.     

Evaluation of two atmospheric models for wind–wave modelling in the NW Mediterranean

The NW Mediterranean experiences, as illustrated by the last decade, strong and rapidly varying storms with severe waves and winds. This has motivated a continuous validation of models and the efforts to improve wave and wind predictions. In this paper we use two atmospherics models, MASS (from SMC-Meteorological Office of Catalunya) and ARPEGE (from Météo-France), to force two third generation wave models: WAM and SWAN. The evaluation and comparison has been carried out for two severe storms registered in November 2001 and March–April 2002.The ARPEGE and MASS models predicted higher 10 m wind speeds than coastal meteorological stations, a fact attributed to local land influences. Regarding the 10 m wind direction, models do not present large differences, although considerable deviations from recorded data were found during some dates. ARPEGE presents less scatter and lower errors than MASS when compared with QuikSCAT data.The 10m wind fields from both atmospheric models were used to force the two selected wave models and analyse the errors and sensitivities when predicting severe wave storms. The wave model simulations show some interesting results; during the storm, the spatial wave pattern using ARPEGE showed a higher maximum, although the values of significant wave height at the buoys were lower than the ones forced by MASS (with both WAM and SWAN). The SWAN simulations show a better agreement in predicting the growing and waning of the storm peaks. The prediction of mean period was improved when using the ARPEGE wind field. However the underestimation by SWAN due to the large energy at high frequencies was evident. Validation of spectral shape predictions showed that it still has considerable error when predicting the full frequency spectra. The storms showed bimodal spectral features which were not always reproduced by wave models and are likely to be responsible for part of the discrepancies.     

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。     

江苏如东附近海域风浪场的数值模拟

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。     

基于台风浪后报模型的外海重现期波浪要素分析

选用Jelesnianski(1965)热带气旋经验风场模式模拟台风场,采用基于动谱平衡方程的SWAN模型模拟台风浪,对1951—2010年我国东南沿海可能产生较大影响的台风浪进行了推算。在良好的风、浪验证基础上,基于台风浪数值后报结果,将波高数据进行回归分析,通过对广东沿海外海波要素计算结果与实测资料对比,结果表明两者吻合良好,可为海区内工程提供较好的参考。     

潮间带风电场水动力数值模拟

为研究江苏省某地滨海潮间带风电场工程对所在海域波浪、潮流的影响,通过ADCIRC潮流模型和SWAN风浪模型模拟风、浪、流的耦合作用,建立滨海潮间带风电场的水动力数学模型,计算结果表明:该数学模型能较客观地反映当地水流和波浪场的基本情况,对在该区域建设滨海风电场具有重要的参考意义。     

天津浮式LNG码头建设水动力泥沙问题研究

在对天津港海域水文泥沙特征和冲淤演变进行分析的基础上,采用二维波浪潮流和泥沙数学模型对天津浮式LNG码头建设的水动力和泥沙问题进行研究,对取排水实施前后流场变化、防波堤建设对码头前流场影响进行了计算分析,同时预报了港池、航道正常年淤强以及一场大风期间淤积厚度,并通过资料分析得到泄洪排涝对工程区泥沙淤积不会产生明显的影响的结论。