18998.渤海海浪swan計算模式及波浪反射的研究

1、渤海海浪渤海海浪SWAN計算模式計算模式及波浪反射的研究及波浪反射的研究ResearchoncalculationmodelreflectionsimulationfwaveinBohaiSeabySWAN（申請碩士學(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的不斷發(fā)展與進步，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)有著深遠的影響。我國海洋經(jīng)濟的健康發(fā)展與完善的保證機制密不可分，所以研究海浪的形成發(fā)展傳播，進行海浪數(shù)值模擬，對波浪要素進行實時預(yù)報具有重要意義。本文運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)場和有限體積非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格FVCOM潮流作為驅(qū)動場，在結(jié)

3、合二者的情況下，從計算模式、網(wǎng)格形式、耦合樣式這幾個角度，對渤海海浪數(shù)值預(yù)報模式的豐富與完善進行了研究。最后根據(jù)工程實際，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。計算模式上利用大型工作站多線程的優(yōu)勢，對串行和并行兩種計算模式進行了比較，并行計算可以有效地提高運算效率；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，在驗證潮流模型的可行性后，考慮潮流場和不

4、考慮潮流場，考慮表層流與平均流的情形，對比發(fā)現(xiàn)不論是表層流與平均流，在作為輸入項加入模式時，結(jié)果沒有明顯的變化。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動形態(tài)和波浪作用范圍的基礎(chǔ)上，分別針對海堤和岸堤兩處水工建筑物，進行了海浪數(shù)值模擬。在不同反射條件的影響下，通過選取幾個水工建筑物附近的特征檢驗點，對有效波高和平均周期的變化進行了論述。關(guān)鍵詞：渤海海域；SWAN模式；FVCOM模式；WRF模式；波浪反