典型海域的海浪数值模拟研究
发布时间：2023-03-04 21:14
我国拥有漫长的海岸线和辽阔的海域,经常遭受不同程度的台风及其巨浪的袭击,黄东海海域是灾害性台风浪的频发海域,对该海域台风产生的波浪场的数值模拟、预报不仅在风-浪相互作用的物理机制研究方面具有科学价值,而且对海岸工程、远洋运输、海洋渔业、溢油模拟、海上搜救等也有着重要的现实意义。 本文运用数值模拟的方法,综合考虑了风-浪相互作用、非线性波-波相互作用、白浪耗散和底摩擦等物理机制,采用当前国际上先进的第三代海浪模式WAVEWATCH-Ⅲ(下简称WW3)对黄东海海域的海浪场进行数值模拟,并将模拟的有效波高结果与TOPEX/Poseidon(下简称T/P)卫星高度计的有效波高观测资料作对比分析;通过设计数值试验方案,研究了流场、水位等因素对海浪的影响;采用高分辨率网格对典型海域(本课题选取舟山群岛附近海域)的海浪场进行数值模拟,为舟山群岛海域的航运安全、海上搜救、溢油模拟、海岸工程等提供技术支持。 本文对三个典型的台风(9711号Winnie、0205号Rammasun和0414号Rananim)产生的海浪场进行了模拟,并将有效波高结果与T/P卫星高度计有效波高作对比分析。结果...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第1章 绪论
1.1 课题研究的意义
1.2 海浪理论的研究
1.3 海浪数值模拟研究现状
1.3.1 第一代海浪模式
1.3.2 第二代海浪模式
1.3.3 第三代海浪模式
1.3.4 第三代海浪模式的发展
1.3.5 国内海浪模拟研究
1.4 卫星高度计应用研究
1.4.1 卫星海洋遥感及卫星高度计研究历史背景
1.4.2 卫星高度计测波资料应用研究
1.5 本课题解决的主要问题
第2章 海浪模式
2.1 海浪描述
2.2 谱描述
2.3 波产生与耗散
2.3.1 风输入
2.3.2 波耗散
2.3.3 非线性波一波相互作用
2.4 海浪模式
2.4.1 海浪模式简介
2.4.2 海浪谱能量平衡方程
2.4.3 模式源函数
2.4.3.1 非线性相互作用源函数
2.4.3.2 输入与耗散源函数
2.4.3.3 底摩擦源函数(JONSWAP)
2.4.3.4 不同水深尺度源函数的选择
2.4.4 模式输出参数
2.5 海浪模式的运行
2.5.1 模式的编译
2.5.2 模式开关项选择
2.5.3 模式的运行
第3章 黄东海海域的海浪数值模拟研究
3.1 计算区域概况和模式设置
3.2 模拟试验一: Winnie(9711号)台风浪模拟
3.2.1 台风个例介绍
3.2.2 试验方案设计
3.2.3 方案一:未考虑初始海洋状态的台风浪模拟
3.2.4 方案二:综合考虑风、流、水位等对波浪场的影响
3.2.5 模式结果与 TOPEX/Poseidon高度计的对比分析
3.2.5.1 TOPEX/Poseidon卫星高度计
3.2.5.2 模式输入风场的检验
3.2.5.3 模式结果与T/P高度计资料的对比分析
3.2.5.4 模式结果与 T/P高度计资料的统计分析
3.3 模拟试验二: Rammasun(0205号)台风浪模拟
3.3.1 台风个例介绍
3.3.2 数值试验: Rammasun台风波浪场的模拟
3.3.4 模式结果与 T/P高度计的对比分析
3.3.4.1 模式输入风场的检验
3.3.4.2 模式结果与 T/P高度计资料的对比分析
3.3.4.3 模式结果与 T/P高度计资料的统计分析
3.4 模拟试验三: Rananim(0414号)台风浪模拟
3.4.1 台风个例介绍
3.4.2 数值试验: Rananim台风波浪场的模拟
3.4.3 模式结果与 T/P高度计的对比分析
3.4.3.1 模式输入风场的检验
3.4.3.2 模式结果与 T/P高度计资料的对比分析
3.4.3.3 模式结果与 T/P高度计资料统计分析
3.5 小结
第4章 典型海域的海浪数值模拟研究
4.1 模式计算区域概况和模式设置
4.2 台风模拟试验一: Rammasun(0205号)台风海浪场模拟
4.2.1 台风个例介绍
4.2.2 数值方案设计
4.2.3 方案一:综合考虑所有物理过程的台风波浪场模拟
4.2.4 方案二:未考虑底摩擦的台风波浪场模拟
4.3 台风模拟试验二: Rananim(0414号)台风海浪场模拟
4.3.1 台风个例介绍
4.3.2 数值方案设计
4.3.3 方案一:综合考虑所有物理过程的台风波浪场模拟
4.2.4 方案二:未考虑底摩擦的台风波浪场模拟
4.4 小结
第5章 结论与展望
5.1 本文的主要结论
5.2 存在的问题与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文
本文编号：3755011
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第1章 绪论
1.1 课题研究的意义
1.2 海浪理论的研究
1.3 海浪数值模拟研究现状
1.3.1 第一代海浪模式
1.3.2 第二代海浪模式
1.3.3 第三代海浪模式
1.3.4 第三代海浪模式的发展
1.3.5 国内海浪模拟研究
1.4 卫星高度计应用研究
1.4.1 卫星海洋遥感及卫星高度计研究历史背景
1.4.2 卫星高度计测波资料应用研究
1.5 本课题解决的主要问题
第2章 海浪模式
2.1 海浪描述
2.2 谱描述
2.3 波产生与耗散
2.3.1 风输入
2.3.2 波耗散
2.3.3 非线性波一波相互作用
2.4 海浪模式
2.4.1 海浪模式简介
2.4.2 海浪谱能量平衡方程
2.4.3 模式源函数
2.4.3.1 非线性相互作用源函数
2.4.3.2 输入与耗散源函数
2.4.3.3 底摩擦源函数(JONSWAP)
2.4.3.4 不同水深尺度源函数的选择
2.4.4 模式输出参数
2.5 海浪模式的运行
2.5.1 模式的编译
2.5.2 模式开关项选择
2.5.3 模式的运行
第3章 黄东海海域的海浪数值模拟研究
3.1 计算区域概况和模式设置
3.2 模拟试验一: Winnie(9711号)台风浪模拟
3.2.1 台风个例介绍
3.2.2 试验方案设计
3.2.3 方案一:未考虑初始海洋状态的台风浪模拟
3.2.4 方案二:综合考虑风、流、水位等对波浪场的影响
3.2.5 模式结果与 TOPEX/Poseidon高度计的对比分析
3.2.5.1 TOPEX/Poseidon卫星高度计
3.2.5.2 模式输入风场的检验
3.2.5.3 模式结果与T/P高度计资料的对比分析
3.2.5.4 模式结果与 T/P高度计资料的统计分析
3.3 模拟试验二: Rammasun(0205号)台风浪模拟
3.3.1 台风个例介绍
3.3.2 数值试验: Rammasun台风波浪场的模拟
3.3.4 模式结果与 T/P高度计的对比分析
3.3.4.1 模式输入风场的检验
3.3.4.2 模式结果与 T/P高度计资料的对比分析
3.3.4.3 模式结果与 T/P高度计资料的统计分析
3.4 模拟试验三: Rananim(0414号)台风浪模拟
3.4.1 台风个例介绍
3.4.2 数值试验: Rananim台风波浪场的模拟
3.4.3 模式结果与 T/P高度计的对比分析
3.4.3.1 模式输入风场的检验
3.4.3.2 模式结果与 T/P高度计资料的对比分析
3.4.3.3 模式结果与 T/P高度计资料统计分析
3.5 小结
第4章 典型海域的海浪数值模拟研究
4.1 模式计算区域概况和模式设置
4.2 台风模拟试验一: Rammasun(0205号)台风海浪场模拟
4.2.1 台风个例介绍
4.2.2 数值方案设计
4.2.3 方案一:综合考虑所有物理过程的台风波浪场模拟
4.2.4 方案二:未考虑底摩擦的台风波浪场模拟
4.3 台风模拟试验二: Rananim(0414号)台风海浪场模拟
4.3.1 台风个例介绍
4.3.2 数值方案设计
4.3.3 方案一:综合考虑所有物理过程的台风波浪场模拟
4.2.4 方案二:未考虑底摩擦的台风波浪场模拟
4.4 小结
第5章 结论与展望
5.1 本文的主要结论
5.2 存在的问题与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文
本文编号：3755011
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3755011.html
