基于非结构化网格的波流耦合模拟及应用

波浪与潮流相互作用是近岸海域的关键水动力因素。基于相同的非结构化网格同时模拟潮流和波浪,并通过参数的同步传递,即实现波流的耦合计算。模型中潮流基于三维水动力模型FVCOM,并引入波致辐射应力和水体紊动;波浪基于波谱平衡方程和光程函数方程求解,方程中均考虑流速的影响,可用于大范围波流耦合计算。通过两个算例对流和波浪在传播过程中的相互影响进行了验证;同时对实际海域的潮流和波浪进行了耦合计算,结果表明:模型对模拟近岸波流的耦合作用有着很好的精度和适用性,可用于实际工程的计算。     

“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。     

波浪对潮流影响的数值模拟及其应用

文章将水动力因素分为潮流特征周期与波浪特征周期两部分,建立了考虑波浪影响的潮流方程。通过考虑波浪引起的辐射应力、表面和底部边界层、Stokes漂流以及Coriolis波浪应力等因素,利用数值方法分析了波浪对潮流场的影响,并将其应用到渤海区域中,分析渤海内波浪对于潮流的影响。     

海岸动力—地貌演变的过程模拟自动化

根据波浪掀沙、潮流输沙理论,建立了波浪、潮流共同作用下的二维悬沙数学模型。在数值模拟计算程序中设置了一个总控模块,实现了多因素过程模拟的自动化。该模型应用于胶州湾的冲、淤计算,效果良好。     

海床冲淤模型中长周期动力代表数据输入的概化研究

海床冲淤变换属于长期行为,其海洋动力输入条件的概化处理是模型初始输入动力条件的一个关键问题。在本文中,利用波浪、潮流二维泥沙数学模型对长周期动力海床模型中代表数据输入的概化条件作了进一步的研究:采用比较代表条件与真实条件下多年实测平均海床冲淤强度近似以及把潮周期中具有平均意义的波浪过程概化要素叠加到潮流场中的方法分别对实际潮流、波浪数据进行概化处理的方法来模拟波流共同作用下的海床地形演变过程。并对黄河三角洲的胜利油田海区、岸线进行了验证计算。     

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。     

二维波浪、潮流、泥沙淤积数学模型

本文采用三角形单元的二维波浪、潮流、泥沙淤积数值模型对珠海电厂、汕尾电厂的煤港码头、航道方案进行了模拟计算。     

粉沙质海岸波浪和潮流作用下泥沙垂线分布研究

研究波浪和潮流作用下水体含沙量的垂线分布,是解析粉沙质海岸滩面泥沙在波浪和潮流作用下泥沙运移形态的重要基础。通过波浪水槽实验和现场观测资料,揭示粉沙质海岸滩面泥沙在波浪和潮流作用下垂线分布特征,并应用泥沙扩散方程,建立起半理论半经验的含沙量垂线分布公式。     

珠海唐家湾滩涂围垦规划对伶仃洋水沙环境影响

通过建立基于贴体正交坐标系下的伶仃洋二维非恒定潮流泥沙数学模型,并在模型中考虑了波浪对水流挟沙能力的影响。在模型验证的基础上,对珠海唐家湾滩涂围垦规划方案进行了潮流泥沙数值模拟研究。研究结果表明,珠海唐家湾滩涂围垦规划方案实施后,对伶仃洋整体流速、流态、冲淤影响不大。从潮流泥沙角度考虑,该滩涂围垦规划是可行的。     

波浪潮流作用下的悬沙输移

本文提出了波浪潮流作用下悬沙输移的二维数值模拟,并讨论了模型中的几个重要参数,模拟结果与天津港区现场情况很吻合。     

一、二维连接水沙数学模型及在河口治理中的应用

建立了一、二维连接水沙模型。利用海河口和永定新河口现场观测资料对模型进行了系统的检验 ,模型能够反映复杂边界和动力条件下的水沙运动及河床变形。以此模型研究了海河口清淤和建导堤方案 ,及永定新河河口建导堤和建闸方案治理效果     

丹东电厂蓄水库淤积预报和施工验证

简要介绍以著名的潮流模型Ｓ２１ＨＤ为基础,用新建的依赖于原观资料的全沙冲淤概化模型,对丹东电厂蓄水库设计方案进行了回淤计算;引述了相应的波浪模型试验结构和浪、流联合作用淤积预报结果。经过对库区开挖主要阶段施工资料的分析与验证得知：所建立的冲淤概化模型和整个淤积预报都是成功的。     

天津港外航道水动力条件及工程泥沙淤积研究

依据最新的水文、泥沙实测资料,利用风浪潮流泥沙数值模型对开挖深水航道泥沙淤积情况进行了计算。根据近年来现场实测水文、泥沙资料,结合本项研究工作进行了统计分析,为数模计算提供参数;建立了多重嵌套潮流数学模型,计算正常天气下工程实施前、后的海域潮流场分布情况;建立了海域风浪过程计算模型和泥沙运动模型,将波浪、潮流、泥沙模型耦合,计算了在年均含沙量的风浪条件作用下所造成的回淤情况,给出了航道建成后的年淤积分布情况。提出了天津港南、北防波堤延伸到16 0后的航道的淤强分布特征,从泥沙方面为航道的开挖提供了设计依据。     

鸭绿江河口潮汐及水沙输运特征研究

构建以鸭绿江河口为核心的大范围二维潮流泥沙数学模型,研究新边界条件下的大东水道水沙输运特征。结果表明,鸭绿江河口所在的海湾M2分潮等潮时线总体呈南北方向,潮流旋转方向为逆时针方向;潮波自河口外侧向西水道方向,M2分潮振幅逐渐增大,在庙沟港池附近达到最大,潮波浅水变形口外与西水道变幅可达20%;大东水道深槽水流强度明显较大,庙沟港池东南侧水域含沙量最大,自一港池附近水域向外海含沙量呈降低趋势;大东水道欧拉余流和斯托克斯漂流均向海,落潮单宽潮量及单宽输沙量大于涨潮,净潮量、净输沙量均向海,大东水道泥沙输运以大潮期为主,泥沙主要来源为西水道滩涂和大东水道东侧滩涂。     

中缅油气管道码头工程水动力泥沙研究

工程位于缅甸西部的马德岛东北侧水域。在现场实测水文、泥沙、地貌等资料分析的基础上,依据码头和航道设计方案,利用整体潮流物理模型、ADCP走航式测试方法及波浪潮流泥沙数学模型等手段,对工程海域的水沙环境、码头前沿水域的流态及航道开挖抛泥区的选择等工程建设的关键要素进行了综合研究。结果表明:码头前水域涨、落潮水流都较为平顺,在该处修建码头是可行的;在选划的抛泥区A、B、C三区内抛泥,对航道基本没有影响,是安全经济合理的。     

珠江河口水沙数值模拟系统

建立了珠江河口平面二维潮流泥沙数学模型 ,模型计算范围覆盖八大口门 ,网格系统采用正交曲线网格。将珠江河口二维模型与业已建立的珠江三角洲一维河网模型连接在一起 ,构成珠江河口水沙数值模拟系统的核心计算模块。利用伶仃洋系统的水文、含沙量资料对二维模型进行了全面的检验。以伶仃洋治导方案为例 ,研究了伶仃洋治导方案对海区水沙的影响     

“韦帕”台风连云港海域三维潮流、泥沙数值模拟

大风天航道骤淤是连云港海域深水航道建设的关键问题之一。采用三维风浪、潮流及泥沙数学模型,对“韦帕”台风期间连云港海域的风浪、潮流及泥沙进行了模拟研究,模型计算值与实测值吻合良好;对“韦帕”台风期间连云港海域的水位变化、潮流与含沙量的空间分布特征等进行分析,并利用该模型对连云港深水航道二期工程台风期间航道回淤进行了模拟预测,结果表明,在类似“韦帕”台风的大风作用下,连云港二期航道没有发生泥沙骤淤碍航现象。     

印尼爪哇PALABUHANRATU（3×350 MW）电厂项目港口平面布置

介绍印尼爪哇PALABUHANRATU（3×350 MW）电厂项目港口平面布置方案,分析影响本工程港口平面布置的 主要自然因素：风浪、泥沙、潮流、潮汐、地质等,探讨港口平面布置的几个关键技术问题。根据工程特点,提出3个平面 布置方案,通过波浪物理模型、温排水数学模型和泥沙冲淤分析,综合比较确定推荐方案。     

温州状元岙化工码头工程潮流泥沙数模研究

采用水动力泥沙条件、底床冲淤演变分析及二维潮流泥沙数值模拟手段,对拟建的温州港状元岙港区化工码头工程方案进行了研究。研究结果表明:(1)工程海区潮汐属于正规半日潮类型,为强潮海区;(2)工程海区潮流性质属于不规则半日浅海潮流,潮流运动呈往复流形式;(3)工程海域深槽多年来在波浪潮流作用下一直处于稳定状态;(4)规划的化工码头走向与涨落潮流走向基本一致;(5)规划的化工码头实施后工程附近海区的涨落潮流速呈增加趋势,码头前沿会略有冲刷;(6)化工码头建设对锚地流场没有影响;(7)化工码头工程方案是合理可行的。     

波浪潮流动床泥沙模型在工程泥沙研究中的应用

分析工程海域的自然条件 ,采用波浪潮流动床泥沙模型研究方法 ,研究工程海域泥沙输移规律 ,预报工程方案下引水渠的泥沙淤积。