臺灣海峽風浪場的數(shù)值模擬研究.pdf

1、近岸與沿岸涉海工程都需要詳細的了解和把握某個地區(qū)的波浪情況。通常，限于條件的限制、實際海區(qū)波浪的觀測資料并不完整，有關其處理和統(tǒng)計信息更難以得到。在這樣的情況下，實驗室模擬和數(shù)值模型的應用是研究波浪傳播規(guī)律的有效手段，特別是數(shù)值模擬的方法近年來已成為對波浪情況進行預報一種可行且流行的手段。通過數(shù)值模擬可以在給定風場資料的情況下對研究區(qū)域的波況進行精度較高的預測，而且經(jīng)濟實用。本文運用數(shù)值模擬的方法，綜合考慮了風-浪相互作用、白浪耗散、波

2、浪破碎、底摩擦和非線性波-波相互作用等物理機制，采用當前國際上先進的第三代海浪模式SWAN(Simulating Wave Nearshore)對臺灣海峽的海浪場進行數(shù)值模擬研究。文中首先通過設計數(shù)值試驗方案，研究了變化水深、潮位等因素對波浪傳播的影響，試驗能夠合理地反映出水深變淺導致的能量耗散對于近岸波浪傳播的重要影響，以及潮位的變化對波浪場的影響。接著，將模型應用于臺灣海峽風浪的數(shù)值計算，模擬了臺灣海峽內(nèi)風浪的成長和傳播過程，其結果

3、與Wilson波浪推算的結果有較好的一致性。最后，采用模型臺風風場作為計算的風場，在較為全面的考慮各項物理過程的基礎上，通過對經(jīng)過臺灣海峽的三次較為典型的臺風浪過程(0601號“珍珠”臺風、0604號“碧利斯”臺風和0605號“格美”臺風)進行模擬研究，結果表明：臺風中心位于不同位置時，風浪的傳播方向和浪高的分布特征有較大的差異；臺風中心附近一般為臺風浪高值較小的海域，而在其外則浪高較大，臺風浪的傳播方向與風場的去向有較好的相關關系。從