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相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 375 毫秒
1.
鉴于SWAN模型存在着不能有效地模拟固壁边界附近风浪场的缺点,即在边界附近所模拟的波要素存在失真的现象,研究了在不同水深、风速和风向情况下模型侧边界附近波要素的失真范围,并对计算结果进行了详细的分析。结果表明水深、风速和风向对于侧边界附近波要素的失真范围具有不同的影响,即在风速一定的情况下,失真范围随着水深的增大而增大;水深一定的情况下,失真范围随着风速的增大而减小、随着风向的增大而增大。在利用SWAN模型模拟计算近岸或内陆湖泊风浪场时,必须采取适当的措施以减少实际计算域侧边界附近计算结果的失真范围。  相似文献   

2.
采用第三代海浪模式和线性全流风暴潮模式计算封闭海域内风暴潮对风浪的影响。海浪模式中包含水深变化及平均流变化引起的波浪绕射项。计算了不同风速和不同静水深情况下风暴潮引起的风浪波南的变化。计算结果表明:静水深为10m及风速为30m/3时,风暴潮引起的风浪波高的相对变化的最大值达39%;而静水深超过40m时,即使风速为40m/s,风暴潮引起的风浪波高的相对变化的最大值小于5%。  相似文献   

3.
基于CCMP(Cross Calibrated Multi-platform)卫星遥感海面风场数据,通过将WAVEWATCH和SWAN (Simulating WAves Nearshore)模型嵌套的方法,数值模拟了珠江口附近海域的风浪场。将总计10个月的数值模拟的有效波高、波周期和波向分别与相应的观测值进行了定量比较。结果说明,有效波高的平均绝对误差为15.4cm,分散系数SI为0.240,相关系数为0.925;波周期的平均绝对误差为1.9s,分散系数SI为0.433,相关系数为0.636;波向的平均绝对误差为23.9°。计算的波高和波向与观测结果的变化趋势相吻合。由于第三代海浪模式本身的缺陷,导致所计算的波周期偏小。总体说来,本文所采用的数值模式能较好地模拟珠江口附近海域的风浪场。另外,还设计了6个算例以探讨采用不同的计算方法和风场对计算结果精度的影响。结果表明使用本文的数值方法和高精度的CCMP风场确实可以提高计算结果的精度。  相似文献   

4.
采用第三代海浪模式和线性全流风暴潮模式计算封闭海域内风暴潮对风浪的影响,海浪模式中钫含水深变化及平均流变化引起的波浪绕射项,计算了不同风速和不同静水深情况下风暴潮引起的风浪波高的变化,计算结果表明:静水深为10m及风速为30m/s,风暴潮引起的风浪波高的相对变化的最大值达39%;而静水深超过40m时,即使风速为40m/s,风暴潮引起的风浪波高的相对变化的最大值小5%。  相似文献   

5.
SWAN模型中不同风拖曳力系数对风浪模拟的影响   总被引:1,自引:1,他引:0  
丁磊  于博 《海洋学报》2017,39(11):14-23
本文以荷兰哈灵水道海域为实验区域,通过敏感性实验,研究了在14 m/s、31.5 m/s和50 m/s(分别代表一般大风、强热带风暴和强台风的极端条件)定常风速下SWAN模型中不同风拖曳力系数对风浪模拟的影响程度。结果表明,对于近岸浅水区域(水深小于20 m),风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高影响较小,而且当风速增加到一定程度后,波浪破碎成为影响波高值的主要因素;对于深水区域(水深大于30 m),一般大风条件下风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高影响仍然较小,随着风速的继续增大,风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高的影响逐渐显著。对于平均周期,风拖曳力系数计算方案的选择和风速的改变对其影响均较小,而由水深变浅导致的波浪破碎对其影响较为显著。根据敏感性实验结果,本文对SWAN模型中风拖曳力系数计算方案的选择做出如下建议:计算近岸浅水区域风浪场或深水区域一般大风条件风浪场时,其风拖曳力系数可以直接采用模型默认选项;而对于深水区域更大风速条件,可首先采用模型默认选项试算,然后结合当地海域实测波浪资料进行修正。  相似文献   

6.
太湖风浪场的计算与比较   总被引:1,自引:0,他引:1  
首先探讨了浅水风浪数值模型—SWAN模型应用于模拟内陆湖泊风浪生成和传播变形时的特点。该模型存在不能有效地模拟近固壁边界处风浪场的缺点,以能正确地模拟湖区的风浪场和节约计算时间为原则,确定了计算范围。对太湖进行了风场和风浪场的现场观测。分别利用规范公式和SWAN模型两种方法、根据观测和预报的风场计算了湖区的有效波高,并将计算结果和现场观测值进行了详细比较。结果表明基于观测的风场,利用两种方法所计算的太湖风浪场的精度基本相当;在根据观测的风场、利用SWAN模型计算内陆湖泊的风浪场时,需要精心选择恰当的风场;在根据预报的风场预报湖区风浪场时,SWAN模型的精度要高于规范公式的精度。  相似文献   

7.
基于二维不可压缩两相流模型建立了数值风浪水槽,采用SST k-ω雷诺时均湍流模型,研究了风作用下孤立波在珊瑚礁上的传播变形规律。将计算结果与实验数据对比,证明了该两相流模型计算孤立波在珊瑚礁上传播的准确性,并进一步分析了不同风速对珊瑚礁上孤立波传播变形的影响。结果表明:风的作用会使波面发生随机脉动特征。当地波高随风速的增大而增大;当地波高关于风速的变化梯度随入射波高的增大而增大。风的作用会加快孤立波的传播并且使孤立波提前发生破碎;孤立波开始破碎的位置随风速的增大向远离礁坪的方向移动。反射系数随风速的增大而增大;反射系数关于风速的变化梯度随入射波高的增大而减小;透射系数随风速的增大呈增大趋势。平底区波峰剖面同一水深处的水平流速随风速的增大而增大;且一定的风速不改变水平流速沿水深的变化梯度。有风时波面上方的矢量密度和大小均明显高于无风时且与风速呈正相关,并且波峰上方气流不再循环。随着风速的增大,水气交界面附近的正涡量和负湍流剪应力减小,负涡量和正湍流剪应力增大。水体动能、势能和总能达到高值的时间随风速的增大而减少;水体动能、势能和总能随风速的增大而增大,并且风速对水体动能的相对影响大于势能。  相似文献   

8.
联合SWAN模型和改进的椭圆型缓坡方程,结合考虑台湾海峡地形效应的改进藤田公式风场模型,建立了台湾海峡及近岸波浪场的数值嵌套模式.边界采用波谱离散驱动,模拟了0908号台风“莫拉克”期间台湾海峡波浪场的演变和崇武西沙湾浅水台风浪传播的物理过程.以实测数据进行单点验证表明,整个模拟过程风速的平均绝对误差为3.38 m/s,波高的平均绝对误差为0.30 m,计算结果较好地反映海峡内波浪对台风的响应过程.“莫拉克”台风登陆台湾岛时,台湾海峡有效波高最大值为5.0m;台风中心进入台湾海峡后,海峡东北部为巨浪到狂涛,有效波高最大值可达10.5 m.接近福建崇武沿岸时,偏E向台风浪向西沙湾内近岸传播,发生浅化、破碎、反射、绕射等变形现象,有效波高最大不足2 m,最小仅为0.2m,波向趋于SE向,波峰线则趋于与峡湾岸线平行;崇武闽台贸易码头附近,大部分波浪受到阻挡作用发生反射,少部分发生绕射,使得码头以北水域波浪较小,有效波高仅为0.2 ~0.6 m,对湾内避风坞起到较好的保护作用.  相似文献   

9.
采用SWAN(Simulating Waves Nearshore)模型搭建了覆盖整个台湾海峡和台湾岛东部部分海域的波浪模型,并利用此模型计算了常风浪场、崇武海洋站设计波浪要素和西沙湾海域极值波浪场.计算结果显示,在常风浪模拟中,4个浮标站计算值与实测值有效波高绝对误差均在0.20 m以内,平均绝对误差值为0.13 m...  相似文献   

10.
SWAN 模式中谱空间离散方案对台风浪模拟的影响研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
分别设计 3 种频率范围和 8 种方向间隔共 24 种谱空间离散方案,采用 SWAN 海浪模式对 Winnie ( 1997 ) 台风浪进行了数值模拟,并利用 Topex/Poseidon 卫星高度计观测的有效波高对各种方案的模拟结果进行对比分析,讨论了不同谱空间离散方案对台风浪模拟的影响.结果表明,频率范围相同的情况下,有效波高的模拟误差基本上随着方向间隔减小而减小,模拟结果对方向间隔分辨率比较敏感.方向间隔相同的情况下,SWAN 模式默认频率范围 ( 0.04 ~ 1.0 Hz ) 模拟效果是所选择的 3 种频率范围中最差的,但不同频率范围模拟结果差别并不十分明显.方向间隔和频率范围存在相互匹配问题,当两者不匹配时会增大模拟误差.  相似文献   

11.
A spectral wind wave model SWAN (Simulation WAves Nearshore) that represents the generation, propagation and dissipation of waves was applied to Lake Okeechobee. This model includes the effects of refraction, shoaling, and blocking in wave propagation. It accounts for wave dissipation by whitecapping, bottom friction, and depth-induced wave breaking. The wave–wave interaction effect also is included in this model. Measurements of wind and wave heights were made at different stations and different time periods in Lake Okeechobee. Significant wave height values were computed from the recorded data. The correlation between wind stress and significant wave height also was analyzed. A 6-day simulation using 1989 data was conducted for model calibration. Another 6-day simulation using 1996 data was conducted for model verification. The simulated significant wave heights were found to agree reasonably well with measured significant wave heights for calibration and verification periods. Agreement between observed and simulated values was based on graphical comparisons, mean, absolute and root mean square errors, and correlation coefficient. Comparisons showed that the model reproduced both general observed trends and short term fluctuations.  相似文献   

12.
对淀山湖进行了风场和风浪场的现场观测。分别利用规范公式和SWAN模型计算了湖区风浪场的波高,并将计算结果和现场观测值进行了比较,比较说明两种方法的计算结果存在比较明显的差别。可为今后的相关工作提供借鉴和参考,并可为淀山湖的进一步治理积累必要的工作基础。  相似文献   

13.
杜艳  刘国强  何宜军  韩雪 《海洋科学》2020,44(10):12-22
台风是影响中国黄东海的强天气现象,其引起的强风、巨浪和台风增水严重威胁着沿海地区人民的生命与财产安全。本文以海浪模式SWAN(Simulating Waves Nearshore)与区域海洋模式ROMS(Regional Ocean Modeling System)为基础,构建了中国黄东海海域在201509号台风“灿鸿”影响下的海浪-海洋耦合模式。通过浮标与Jason-2高度计有效波高数据验证了模式结果的准确性。进行了敏感性实验分析,对比耦合(ROMS+SWAN)与非耦合(SWAN)下以及使用不同地形数据(ETOPO1、ETOPO2、GEBCO)、不同物理参数化方案(风能输入、白冠耗散、底摩擦耗散)下的模拟结果差异。结果发现在射阳与前三岛浮标处,使用GEBCO地形数据(15弧秒间隔)下的模拟效果更好且稳定。在空间分布上,台风中心附近的浪流相互作用显著,在其前进方向右侧表现为耦合的有效波高值低于非耦合有效波高值,差值最高可达1米。选择不同风输入与耗散项方案时的模拟差异主要发生在最大波高处,选择不同的风能输入与白冠耗散项方案带来的差异接近0.4米,而底摩擦项方案选择不同带来的差异接近1米。因而在模拟实际的海况时,需要综合考虑这些因素带来的影响,才能达到SWAN海浪模型最好的海浪模拟效果。  相似文献   

14.
With all the improvement in wave and hydrodynamics numerical models, the question rises in our mind that how the accuracy of the forcing functions and their input can affect the results. In this paper, a commonly used numerical third-generation wave model, SWAN is applied to predict waves in Lake Michigan. Wind data are analyzed to determine wind variation frequency over Lake Michigan. Wave predictions uncertainty due to wind local effects are compared during a period where wind has a fairly constant speed and direction over the northern and southern basins. The study shows that despite model calibration in Lake Michigan area, the model deficiency arises from ignoring wind effects in small scales. Wave prediction also emphasizes that small scale turbulence in meteorological forces can increase prediction errors by 38%. Wave frequency and coherence analysis show that both models can predict the wave variation time scale with the same accuracy. Insufficient number of meteorological stations can result in neglecting local wind effects and discrepancies in current predictions. The uncertainty of wave numerical models due to input uncertainties and model principals should be taken into account for design risk factors.  相似文献   

15.
时莹  梁书秀  孙昭晨 《海洋工程》2018,36(6):116-123
基于浅水斜坡地形的物理模型试验数据,考察SWAN模型对实验室小尺度浅水波浪的模拟效果,进而检验其浅水项的模拟精度。模拟中采用直接输入初始测点的实测海浪谱进行造波,重点考察浅水中三波相互作用和变浅破碎两个源项,对不同工况下,SWAN模式在水深条件变化下的有效波高、谱平均周期、海浪谱演化的模拟能力进行研究。研究表明:模拟的有效波高较符合实测波浪的增长和衰减,但谱平均周期计算值明显偏小;海浪谱的能量转移机制同实测有较大区别,频谱模拟结果出现高频高估、低频低估现象。对两个源项进行对比分析得出三波相互作用对海浪谱的能量转换影响远大于变浅破碎耗散。想要提高近岸区谱平均周期和海浪谱的模拟精度则SWAN模型中三波非线性项的计算精确度仍需更多研究和改进。  相似文献   

16.
SWAN model predictions, initialized with directional wave buoy observations in 550-m water depth offshore of a steep, submarine canyon, are compared with wave observations in 5.0-, 2.5-, and 1.0-m water depths. Although the model assumptions include small bottom slopes, the alongshore variations of the nearshore wave field caused by refraction over the steep canyon are predicted well over the 50 days of observations. For example, in 2.5-m water depth, the observed and predicted wave heights vary by up to a factor of 4 over about 1000 m alongshore, and wave directions vary by up to about 10°, sometimes changing from south to north of shore normal. Root-mean-square errors of the predicted wave heights, mean directions, periods, and radiation stresses (less than 0.13 m, 5°, 1 s, and 0.05 m3/s2 respectively) are similar near and far from the canyon. Squared correlations between the observed and predicted wave heights usually are greater than 0.8 in all water depths. However, the correlations for mean directions and radiation stresses decrease with decreasing water depth as waves refract and become normally incident. Although mean wave properties observed in shallow water are predicted accurately, nonlinear energy transfers from near-resonant triads are not modeled well, and the observed and predicted wave energy spectra can differ significantly at frequencies greater than the spectral peak, especially for narrow-band swell.  相似文献   

17.
A coupling model for calculating wind-driven currents and waves in a shallow basin with allowance for current-wave interactions is introduced. The model is constructed on the basis of the three-dimensional σ-coordinate model of currents [3] and the SWAN (Simulating Waves Nearshore) spectral wave model [4]. The effect of waves on currents is taken into account in the coefficients of surface and bottom friction through roughness parameters. Results of combined modeling of stationary fields of currents and waves generated by spatially homogeneous wind are correlated with the corresponding results of separate modeling for a cylindrical basin of constant depth and the water area of Lake Donuzlav (the northwestern coast of the Crimea). The allowance for the effect of waves during calculation of tangential wind stresses in the model of currents is shown to be among major factors intensifying water circulation and forming spatial inhomogeneities of the vortex type. In addition, some cases of local decreases in tangential wind stresses are revealed; they appear when the lake is penetrated from the side of the open sea by relatively long waves, which significantly decrease the roughness of the water surface.  相似文献   

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