基于不同臺風場模型的南海風、浪的數值模擬研究.pdf

1、臺風是一種極具破壞性的災害性海洋天氣系統(tǒng)，臺風過程中的大風、巨浪給海上航運交通、海產養(yǎng)殖業(yè)、海洋工程和近岸建筑帶來巨大威脅，使沿海地區(qū)遭受較大的經濟損失，同時也影響地區(qū)經濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，有效模擬、預報臺風和臺風浪對評估沿海地區(qū)可能遭受臺風、臺風浪災害的影響范圍和程度，對合理經濟規(guī)劃、有效防災減災以及工程結構的防災設計具有重要意義。
　　臺風場模型的可靠性是目前影響臺風、臺風浪數值預報與數值后報精度的重要因素之一。本文選用四種

2、梯度風場模型，對影響風場模型的參數進行了對比分析并將模擬結果與實測風速對比，驗證梯度風場模型對南海臺風模擬的有效性。與測點風速的對比表明，Holland梯度風場模型，由于考慮了適應臺風強度變化的結構參數b，模擬精度最高。
　　為進一步驗證臺風場模擬的有效性，用所得風場驅動第三代海浪模式SWAN。將模擬結果與實測數據進行對比分析，發(fā)現SWAN模式選擇合適的控制參數可適應復雜的南海環(huán)境；并得出以 Holland風場作為驅動風場，模擬值

3、與實測值擬合較好的結論。進一步驗證了Holland風場模型在南海臺風、臺風浪數值模擬中具有較好的適用性。
　　梯度風模型對臺風場做了一定的近似，且未考慮臺風場的非對稱性、邊界層摩擦效應等可能引起的模擬誤差。因此，本文提出了邊界層臺風場動力分析的有限元模型。該模型屬于定常動力學模型，基于歐拉坐標，考慮了邊界層臺風場的科氏力、摩擦力效應。計算域以移動的臺風中心為坐標原點，建立隨臺風移動的動直角坐標系，用伽遼金法離散邊界層臺風場動力方程