18998.渤海海浪swan計(jì)算模式及波浪反射的研究

1、渤海海浪渤海海浪SWAN計(jì)算模式計(jì)算模式及波浪反射的研究及波浪反射的研究ResearchoncalculationmodelreflectionsimulationfwaveinBohaiSeabySWAN（申請(qǐng)碩士學(xué)位）學(xué)科專業(yè)：水利工程研究生：潘番指導(dǎo)教師：李大鳴教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一三年十一月摘要隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，災(zāi)害性海浪這種不可忽視的自然災(zāi)害，愈發(fā)得到人們的關(guān)注，其中災(zāi)害性近岸波浪與人們的接觸最為直接與頻繁。災(zāi)

2、害性近岸波浪對(duì)于近海的海岸基礎(chǔ)建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)、漁業(yè)養(yǎng)殖捕撈等相關(guān)行業(yè)有著深遠(yuǎn)的影響。我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展與完善的保證機(jī)制密不可分，所以研究海浪的形成發(fā)展傳播，進(jìn)行海浪數(shù)值模擬，對(duì)波浪要素進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)具有重要意義。本文運(yùn)用最新版本的第三代近岸淺海海浪模式SWAN40.91（SimulatingWavesNearshe），以高精度WRF（WeatherResearchFecast）風(fēng)場(chǎng)和有限體積非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格FVCOM潮流作為驅(qū)動(dòng)場(chǎng)，在結(jié)

3、合二者的情況下，從計(jì)算模式、網(wǎng)格形式、耦合樣式這幾個(gè)角度，對(duì)渤海海浪數(shù)值預(yù)報(bào)模式的豐富與完善進(jìn)行了研究。最后根據(jù)工程實(shí)際，模擬了曹妃甸附近海域的兩處不同坡堤，在不同的反射條件下，海浪要素的變化情況。計(jì)算模式上利用大型工作站多線程的優(yōu)勢(shì)，對(duì)串行和并行兩種計(jì)算模式進(jìn)行了比較，并行計(jì)算可以有效地提高運(yùn)算效率；網(wǎng)格形式上分別采用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格兩種單元，非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的模擬精度要高于結(jié)構(gòu)網(wǎng)格；耦合樣式上，在驗(yàn)證潮流模型的可行性后，考慮潮流場(chǎng)和不

4、考慮潮流場(chǎng)，考慮表層流與平均流的情形，對(duì)比發(fā)現(xiàn)不論是表層流與平均流，在作為輸入項(xiàng)加入模式時(shí)，結(jié)果沒(méi)有明顯的變化。為給予波能轉(zhuǎn)換裝置在不同環(huán)境下的構(gòu)型選擇一定的理論參考，文中在綜合考慮波浪運(yùn)動(dòng)形態(tài)和波浪作用范圍的基礎(chǔ)上，分別針對(duì)海堤和岸堤兩處水工建筑物，進(jìn)行了海浪數(shù)值模擬。在不同反射條件的影響下，通過(guò)選取幾個(gè)水工建筑物附近的特征檢驗(yàn)點(diǎn)，對(duì)有效波高和平均周期的變化進(jìn)行了論述。關(guān)鍵詞：渤海海域；SWAN模式；FVCOM模式；WRF模式；波浪反