浙江省海域的波浪數(shù)值模擬與波浪能資源分析.pdf

1、目前關于波浪能的研究主要集中在發(fā)電裝置上，隨著波浪能進入大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化階段，急需加強波浪能資源分析方面的研究。本文利用波浪數(shù)值模式計算浙江省海域的波浪場，并對海域內的波浪能資源進行分析。首先，對SWAN模式進行改進，提高模式在浙江沿海海域的計算精度;然后，研究有限水深波對能流密度計算的影響，并對浙江沿海海域波浪能進行精細化的分析;最后，基于振蕩水柱式波能裝置研究浙江沿海海波浪能資源的分布特征。本文的主要工作和成果如下:
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2、1)為檢驗QSCAT/NCEP風場的精度，將其與ECMWF風矢量數(shù)據(jù)對比。結果顯示兩種數(shù)據(jù)的標準誤差在1.35 m/s以下，相關系數(shù)在0.85以上，誤差在合理范圍內，QSCAT/NCEP風場可以作為SWAN模式的驅動風場。
　　(2)利用JASON-1衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)驗證SWAN模式在南黃海海域計算的有效波高，發(fā)現(xiàn)模式計算結果與衛(wèi)星數(shù)據(jù)的最大標準誤差為0.31m，最低相關系數(shù)僅為0.69。通過數(shù)值試驗對SWAN模式的白浪耗參數(shù)進行修正

3、，將模式計算的有效波高與衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)的標準誤差減小一半以上，相關系數(shù)提高到0.85以上。
　　(3)改進SWAN模式的白浪耗散項和底摩擦項，用JASON-1衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)和嵊山海洋站實測數(shù)據(jù)檢驗改進后模式的計算精度。發(fā)現(xiàn)改進后模式計算的有效波高與JASON-1數(shù)據(jù)的標準誤差減小57.5％以上，相關系數(shù)提高22.2％以上，與嵊山站數(shù)據(jù)的標準差減小62.5％，相關系數(shù)提高15.3％;改進后模式計算的平均周期與嵊山站數(shù)據(jù)的標準誤差減小53

4、.3％，相關系數(shù)提高24.5％。
　　(4)研究了有限水深波對能流密度計算的影響，發(fā)現(xiàn)有限水深波僅對海岸線附近和杭州灣內的能流密度計算有影響。利用深水波能流密度公式計算浙江沿海海域的平均能流密度，并對分析其月變化特征、能級頻率和穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)舟山群島附近海域和西南離岸海域的波浪能儲量較高，穩(wěn)定性較好，適合進行波浪能開發(fā)。
　　(5)結合振蕩水柱式波能裝置研究了浙江沿海海域的波浪能資源分布，發(fā)現(xiàn)基于裝置的輸出功率分布特征與海域內