压力公式的修正及其在波浪荷载计算中的应用

计入前进速度流动与非定常流动之间的干扰,修正了切片法中计算压力的公式,从而建立了计算波浪荷载的方法,开发了相应的计算机程序。计算实例同国内外有关资料的比较表明结果吻合良好,为船舶与海洋结构物结构有限元分析程序提供了有效的前处理模块     

散货船及油船垂向波浪载荷短期预报经验公式

应用WALCS软件对6艘散货船及6艘油船进行了短期波浪载荷直接计算,依据计算结果分析了这两种船型在航速为0、迎浪、均匀满载及隔舱满载工况下的船舯垂向弯矩、L/4(L为船长)处垂向剪力、3L/4处垂向剪力的若干规律。根据这些规律,总结出了一套针对散货船及油船的垂向波浪载荷短期预报经验公式。依据此经验公式,在缺乏完备图纸资料的情况下,可以快速估计航行于海上的受损船舶的短期载荷情况,为评估其安全状态提供数值依据,为事故船东方做出安全可行的处理决策提供优质服务。     

影响计算海湾内台风波浪的诸因素

本文阐明了影响计算海湾内台风波浪的重要因素，使用我们目前已改进了的模式，可克服以往的计算缺陷，而使计算效果达到最佳。同时，阐述了不同海湾、不同的地理环境对台风浪波能的消衰不同。并强调了台风增水对台风浪计算的影响，其也直接影响着工程设计波浪参数的合理选取。     

一个台风范围的风场模式及其应用计算

本文考虑了南海北部特有的天气和海洋因素,建立了一组台风风场计算模式。经验算效果满意。同时,在台风数据库的基础上,建立了相应的模式计算程序,以适合长时间序列的计算。     

SWAN波浪模型和缓坡方程在0903号台风“莲花”波浪数值计算中的联合应用

为了提高近岸台风浪模拟的精度和效率,选取台湾海峡及其邻近海域为研究区域,以0903号台风“莲花”为例,采用大、小网格嵌套的SWAN波浪模型和抛物型近似缓坡方程联合应用的方法模拟了此台风浪场的分布特征.将验证点的计算值与浮标实测值进行对比,峰值的最大绝对偏差为0.89 m,整个模拟过程的平均绝对偏差为0.45 m,平均相对偏差在20％以内,整体模拟效果良好.为了便于分析模拟结果,选取了2009年6月20日23时、21日08时、21日14时3个典型时刻的模拟结果进行对比分析.其结果表明:(1)随着台风中心的北移,研究区域内风浪逐渐占据绝对主导地位,风与波浪的变化趋势更加吻合.21日08时泉州湾内最大风速约15 m/s,湾口的最大波高为2.8m;至21日14时台风中心逼近泉州湾口,湾内最大风速增大至20 m/s,湾口最大波高迅速增至4.4m,模拟结果与实际情况相吻合.(2)在台风中心逼近泉州祥芝中心渔港时港区受台风影响最大,但受该渔港东侧防波堤的阻挡,波浪较难进入避风水域,仅从堤头绕射进入港内,港内波高约为0.2m,港外最大波高达到2.3 m,受到东向浪侵袭时港内避风条件较好.上述结果表明,SWAN波浪模型和缓坡方程联合应用在台湾海峡及其邻近海域的台风浪数值计算中具有良好的适应性.     

西沙,硇州台风波浪的一种计算方法

为了对南海西北部近岸及浅水台风波浪进行计算,本文选择了个台风影响西沙或硇洲时期的两站水文气象资料;用多元回归分析方法建立了这两站的两种不同形式的台风波浪计算公式及周期计算公式;并把这些计算公式做为南海西北部近岸的台风波浪计算模式。     

台风波浪数值预报的CHGS法——Ⅳ.计算结果与模式的检验

本文用CHGS模式对南海北部海区3个台风过程进行了台风波浪数值计算,并将计算结果与实测资料进行了比较。通过本文的分析比较,可以认为CHGS模式用于台风波浪数值计算效果是好的。     

台风波浪数值预报的CHGS法——Ⅱ.台风风场中梯度风摩擦修正系数和风向内偏角的计算

本文采用含有摩擦力项的台风梯度风方程,其离心力项中曲率半径的计算考虑了台风移动的因素,由此得到的台风风场模式,其梯度风摩擦修正系数c和风向内偏角β都是变化的。c一般从台风外围的0.6以下向台风中心方向递增,到台风眼壁附近其值接近1.0;β由外围的35°左右向台风中心方向递减,到眼壁附近减为5°以下,这比以往所用模式都有明显的改进。     

波浪方向浮标发展概况及方向能谱的计算模式

对海洋诸要素的观测,直接关系到人们生命财产的安全,关系到人们在海洋各种实践活动中的近期和长远的科益。近些年来,随着我国海洋事业的发展,在海洋工程、海洋开发、海洋环境调查和海洋环境预报均对波浪要素的观测提出了更高的要求。不仅要测取波高、波周期一般统计要素和一维的波浪能谱,还要测取波浪方向统计要素和二维的波浪方向能谱,为海岸工程、海上运输、海港建设等前期工程的安全、经济合理设计提供必需的原始数据,也为     

超强台风作用下钱塘江河口的台风浪计算

基于SWAN波浪传播模型建立包含风暴潮与天文潮耦合传播的台风浪数值模型,将1949年以来登陆我国大陆沿海最强的5612#台风作为典型的超强台风,计算了超强台风沿中线和北线路径登陆遭遇天文潮高潮位时产生的沿海波高过程。结果显示:河口波高总体分布下游大于上游,北岸大于南岸,两岸代表断面堤前最大有效波高可达5.5 m;中线路径生成的近岸台风浪波高为单峰过程,北线路径时北岸的波高出现双峰过程,波高峰值与风暴高潮位并非总是同步出现,两者时间差最大为4 h;根据频率曲线分析,中线、北线路径超强台风作用下乍浦站台风浪的重现期分别为135 a和350 a;中潮时的近岸台风浪波高比大潮降低0.1~0.2 m,小潮时再比中潮降低同样幅度。这些结论对海堤工程设计和防灾减灾具有重要意义。     

北部湾的波浪特性及计算

南海位于我国大陆南面,是太平洋的边缘海,北部湾位于南海的西北角。北部湾海区在每年的11月至翌年3、4月受东北季风影响,5月至9月主要是西南季风,并有台风影响。本文主要利用1977年至1986年共十年间的涠州海洋站及东方海洋站的观测资料,结合地面天气图,经过分析、计算,给出了不同季节的波要素分布特征,及波要素的计算公式,这对于北部湾的海洋工程和船舶航行是十分重要和有用的。 二、资料的选取及说明 1.本文选取的资料主要为1977至1986年涠州海洋站和东方海洋站的08、11、14、17时的风向、风速、波高、波周期的观测资料。 2.风区是依据地面天气图的等压线确定,并遵循如下二原则:①风区内风速大于5米/秒,任两点的风速相差不超过2米/秒。②风区内任两点的风向的夹角不超过45度。另外风区的理想形状为矩形。在选择风区及确定风区边界时必须以计算点的位置来决定,风区中心线须通过计算点,由于本文研究的对象是一海湾,其水域并不十分广阔,风区长度基本上等于其水域长度,即波得以传播的水域尺度,数值可由地形图中直接量取。     

利用SWAN波浪模式研究北部湾海域台风浪场的波浪方向谱特征

以高精度再分析风场为驱动,利用SWAN模式模拟了台风“达维”Damrey（2005）经过北部湾海域时的波浪场。通过与实测的风和波浪实测对比发现,波浪后报结果与实测结果符合较好。文章给出了台风浪期间波高、周期、波长和波向等要素的分布特征,讨论了以台风眼为中心不同海域的波浪方向谱特征。本文最后分析了台风期间实测波浪能谱的变化特征。     

应用特征波预报公式进行台风浪计算的一个根本缺陷

Wilson方法和井岛方法均是移动风区上著名的波浪推算方法,被广泛应用于台风波浪的推算和预报上。本文通过分析指出:使用上述方法以海洋工程界所推行的风浪预报公式作台风浪推算时,所得特征波波陡将与台风浪实测波陡分布定性不符,并指出产生这种缺陷的原因。     

威马逊台风对长江口海域波浪及海洋工程的影响

本文对威马逊台风影响期间长江口海域各测站的波浪进行了统计和分析，并利用调访资料及数值模型推算结果，对威马逊台风给长江口航道整治建设工程造成的影响作了较为详细的分析：①由于长汀口的水底地形极为复杂，尽管附近的海洋监测站距离工程区较近，但其实测资料不能反映出工程区的波浪特征；②威马逊台风在长江口海域引起了1．2—1．5m的风暴增水，由于处于天文小期期且最大增水发生在低潮位，总水位偏低，降低了波浪力的作用点，尽管长江口深水航道工程试验段发生了严重破坏，但它对长江口海岸工程几乎没有影响。     

基于WRF-SWAN耦合模式的台风“威马逊”波浪场数值模拟

获取高分辨率的风场数据和气压场数据是精确模拟台风浪的基础,采用经验公式构建台风风场和气压场对海浪模式进行驱动,无法反映台风影响下海气动力过程,难以提供高精度的风场、气压场数据。本文基于中尺度大气模式WRF(Weather Research and Forecasting model)和第三代海浪模式SWAN(Simulating WAves Nearshore model),构建了南中国海地区大气—海浪实时双向耦合模式,针对超强台风"威马逊"进行数值模拟。将数值模拟结果与现场观测结果及卫星高度计观测结果进行对比验证,验证结果表明,本文建立的WRF-SWAN耦合模式在对台风"威马逊"影响下的南中国海台风浪的模拟中展现出较高的模拟精度,揭示了台风风场分布和台风浪分布在空间上的"右偏性"不对称分布特征及其形成机制。基于WRF和SWAN建立的大气-海浪实时双向耦合模式能够准确模拟台风动力过程以及台风浪的时空分布特征,可以推广用于南中国海地区台风浪的模拟分析。     

应用波浪数值模式对北印度洋海浪场进行计算和统计分析

以11年QSCAT/NCEP混合风场数据为输入,采用WAVEWATCH-Ⅲ波浪模式,对北印度洋海域1999-2009年的海浪场进行了数值计算。与Janson-1高度计波浪资料进行对比验证后发现,波浪计算结果较好。将计算结果进行统计分析,得出北印度洋风浪有如下特点:(1)冬季盛行东北向浪,夏季盛行西南向浪;(2)北印度洋中部波高较大,北部和南部较小。夏季波高全年最大,较冬季强盛得多;冬季次之,春季最小。     

基于Holland台风模型及三重嵌套海浪模式的台风浪数值模拟研究

现有的风场资料存在台风中心附近风速偏低的问题。为改进台风期间风场数据, 使用Holland经验台风模型结合多平台交叉校准数据(cross-calibrated multi-platform, CCMP)及欧洲中期天气预报中心的再分析数据(European Centre for Medium-range Weather Forecasts Reanalysis data, ERA5)风场资料, 研究了不同台风最大风速半径(maximum wind radius of the typhoon, RMW)、Holland B参数对模拟效果的影响, 确定了最优模拟参数, 并以改进后的风场驱动三重嵌套海浪模型对台风“威马逊”发生期间的台风浪进行模拟。模拟结果与实测数据对比表明, (1)改进的风场资料与实测结果更为接近, 作为海浪模式驱动项可更好地模拟台风期间波浪状况; (2)三重嵌套海浪模型的波浪模拟效果优于单独的海浪模型。     

QuikSCAT风场在台风风暴潮计算中的应用

业务化风暴潮计算中多采用模型风场的算法来给出风暴潮强迫场。最大风速半径是模型风场最难确定的参数之一。利用QuikSCAT卫星风场数据拟合台风最大风速半径是确定该参数的有效方法。将拟合得到的最大风速半径代入模型风场计算风暴潮的驱动场,模拟的沿岸风暴增水与实况更为接近。     

计算孤立小桩柱上随机波浪力的一个线性的Morison公式

本文在线性波理论下，从计算孤立小桩柱上随机波浪力的Ｍｏｒｉｓｏｎ公式出发，通过对波浪力的概率密度的推导和分析，提出了一个新的线性化的Ｍｏｒｉｓｏｎ公式，该公式与已在工程上广泛使用的Ｂｏｒｇｍａｎ１９６７年提出的线性化的Ｍｏｒｉｓｏｎ公式在对照力的线性化上略有不同，由这个公式计算的小桩柱上的阻力是按Ｂｏｒｇｍａｎ线性化的Ｍｏｒｉｓｏｎ公式进行计算所得结果的１．０８倍，但按这个新的线性化的Ｍｏｒｉｓｏ