波浪与外壁透空双方形沉箱相互作用

在线性波浪理论下,利用复合边界元素法(composite BEM)数值解析在等水深、规则波浪入射二种外壁透空双方形沉箱的无因次波力及Kd绕射分布图,并分别与其他研究者所作双圆筒内、外圆柱无因次波力及绕射分布图的计算结果进行比较,都说明本模式的合理性和可行性。在考虑不同透水参数下,分别计算波浪作用在内、外结构物的波力及沉箱四周绕射系数大小分布图。计算结果显示:波浪作用于外壁透空全透水双方形沉箱,外方柱无因次最大波力值会随着透水参数增加而降低;内方柱无因次最大波力值则随着透水参数增加而增加。本研究结果可供设计外海透水方形沉箱结构交互作用参考。     

不规则波远破波对直墙的作用

基于物模试验、理论推理、因次分析和工程实例验证等综合分析方法,就不规则波远破波对直墙作用力的计算方法进行了研究,用推荐的方法得到的结果与工程实例符合较好.     

利用ECMWF再分析数据研究Toba-3/2指数律

利用ECMWF ERA-40再分析波浪数据,来计算波龄,无因次波高以及无因次周期。采用Toba3/2指数率的方式来研究无因次波高与无因次周期的关系。通过研究得出了无因次波高与无因次周期的变化规律,比较大洋东岸与西岸发现,大洋东岸无因次波高与无因次周期分布较集中;大洋东西岸无因次波高与无因次周期的关系比较接近。     

海洋上层温度结构特征的参数模式

本文根据С．А．Китайгородский等提出的海洋上层温度结构特征的无因次普遍函数，利用１９５７－１９６４年暖半年渤海，黄海，东海１５９个站次连续站的资料和作者提出的海面热量平衡的简易计算公式计算海面的热量收支，建立了海洋上均匀层厚度，温跃层强度和跃层下界深度的半经验半理论模式。     

海洋上层温度结构特征的参数模式

本文根据等(1963,1965)提出的海洋上层温度结构特征的无因次普遍函数,利用1957—1964年暖半年渤、黄、东海159个站次连续站的资料和作者(1983)提出的海面热量平衡的简易计算公式计算海面的热量收支,建立了海洋上均匀层厚度、温跃层强度和跃层下界深度的半经验半理论模式。该模式反映了形成海洋上层温度结构特征的主要因子及其作用,同时避开了一般理论模式中的起算点和目前难以获得的物理海洋学参数,而可以直接利用表面水温、气温和风速进行海洋上层温度特征的计算。     

胶州湾风浪谱特征分析

在1985年2-3月和11月寒潮大风天气过程期间,我们用美国ENDECO公司的949型波浪跟踪浮标在胶州湾内两个测站进行了海浪连续观测.本文选取其中45组资料做了波谱计算,对风浪谱资料分析表明,胶州湾内的风浪是短风区的风浪,风时影响不明显,风浪的发展和消衰有随风速变化的趋势,本文还以风浪相对风区成长的相似率,揭示出胶州湾内风浪谱随风区成长的特征,并求得无因次谱峰频率(f_M)与无因次风区(x)及无因次能量(E)之间的关系,后者的关系近似于Hasselmann等人1976年给出的结果.     

海洋上层温度结构特征的参数模式

本文根据Ｃ．Ａ．等（１９６３。１９６５）提出的海洋上层温度结构特征的无因次普遍函数，利用１９５７～１９６４年暖半年渤海、黄海、东海１５９个站次连续站的资料和作者（１９８３）提出的海面热量平衡的简易计算公式计算海面的热量收支，建立了海洋上均匀层厚度、温跃层强度和跃层下界深度的半经验半理论模式。该模式反映了形成海洋上层温度结构特征的主要因子及其作用，同时避开了一般理论模式中的起算点和目前难以获得的物理海洋学参数，而可以直接利用表面水温、气温和风速进行海洋上层温度特征的计算。     

直墙前破波波浪力──对修正过的Gota方法的探讨

对被重新修正后的Goat在墙波压力计算方法进行了分析，主要是对其无因次波浪力随基床肩宽和相对波高的变化进行分析，结果发现，Goat法计算的无因次波浪力随基床肩宽的变化，有一最不利肩宽，此不利肩宽与相对波高无关；在同一水深条件下，Goat法计算的无因次波浪力随相对波高的增大而增大。此两点与试验数据不符。     

南黄海西部中层冷水垂直热结构的自模性

利用在水温垂直剖面无因次自模函数研究海洋垂直热结构方面的经验 ,对含中层冷水垂直热结构海水水温的正、负梯度层 ,提出了 2种无因次温度和深度表达式 ,然后利用实测资料按单站和整个研究海区分别拟合了自模函数θ =f(η)。回算检验结果表明 ,用上述自模函数回算水温的平均均方误差均小于 0 .1 5℃ ,证明了含中层冷水的垂直热结构亦存在自模性 ,所提出的无因次经验表达式具有可靠性 ,纠正了认为自模函数的建立仅适用于单跃层结构的观点 ,并为进一步建立黄海中层冷水垂直热结构数值预报模式奠定了实验基础     

直墙前破波波浪力

对被重新修正后的Ｇｏａｔ直墙波压力计算方法进行了分析，主要是对其无因次波浪力随基床肩宽和相对波变的变化进行分析，结果发现，Ｇｏａｔ法计算的无因次波浪力随基床肩宽的变化有一最不利肩宽，此不利肩宽与相对波高无关；在同一水深条件下，Ｇｏａｔ法计算的无因次波浪力随对波高的增大而增大。此两点与试验数据不符。     

基于选定风浪方向谱的海浪模拟方法(英文)

简要回顾当前第三代海浪模式中的困难。为避开这些困难,作者提出一种新的海浪模拟方法,其中特定定义的风浪组成波依常风下随时间成长的方向谱计算,而涌浪组成波藉考虑涡动黏性和底摩擦加以计算。并进行了常风场和变风场下系统的数值试验。在常风速情形中,模拟结果能精确地化为建立模拟所根据的谱和风浪成长关系。计算显示出台风中心附近浪场的极端复杂的谱结构。当风速骤然降低时,模拟的波高减小与观测符合。在风向逐渐或骤然改变情形下,计算的时间响应尺度与海上观测符合,而且演化中的二维谱结构得到良好刻画。对于涌浪在无风下的传播,模拟结果合理,包括波参量及谱结构的变化。后报得到的波高、周期和海上资料符合。与第三代模式相比,文中提出的方法较易改进,需用的计算机时间显著减少。最后讨论采用一个已知谱来建立谱形式的海浪预报模型的合理性以及有关的问题。     

海浪对ASCAT散射计反演风场的影响研究

To improve retrieval accuracy, this paper studies wave effects on retrieved wind field from a scatterometer. First, the advanced scatterometer(ASCAT) data and buoy data of the National Data Buoy Center(NDBC) are collocated. Buoy wind speed is converted into neutral wind at 10 m height. Then, ASCAT data are compared with the buoy data for the wind speed and direction. Subsequently, the errors between the ASCAT and the buoy wind as a function of each wave parameter are used to analyze the wave effects. Wave parameters include dominant wave period(dpd), significant wave height(swh), average wave period(apd) and the angle between the dominant wave direction(dwd) and the wind direction. Collocated data are divided into sub-datasets according to the different intervals of each wave parameter. A root mean square error(RMSE) for the wind speed and a mean absolute error(MAE) for the wind direction are calculated from the sub-datasets, which are considered as the function of wave parameters. Finally, optimal wave conditions on wind retrieved from the ASCAT are determined based on the error analyses. The results show the ocean wave parameters have correlative relationships with the RMSE of the retrieved wind speed and the MAE of the retrieved wind direction. The optimal wave conditions are presented in terms of dpd, swh, apd and angle.     

渤海重现期波高的数值计算

利用RAMS大气模式给出的20年风场资料,利用SWAN近海波浪模式对渤海海域的波浪进行了20 a数值计算.通过与一般过程和大风过程的实测资料的对比后发现.波浪模拟值与实潮值符合地较好,SWAN模式适合渤海海域波浪的计算。通过分析发现.辽东湾常浪向为SSW。强浪向为SSW;渤海中部常浪向为S,强浪向为NE;渤海海峡常浪向为NNW,强浪向为NNW;莱州湾常浪向为S,强浪向为NNE;渤海湾常浪向为S.强浪向为NE。渤中偏东南海域(38°～39°N,119.5°～120.5°E)多年一遇有效波高最大.其中百年一遇有效波高最大值达到6.7m。     

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。     

永暑海区波浪要素变化特征分析

利用永暑礁测站1988-2009年共22a的波浪实测资料,对永暑海区的波浪要素的基本特征、变化规律、风与浪的相关规律进行分析研究,阐明了海区海浪的特点及其年变化规律。该区是热带季风气候区,海区的波浪主要受季风影响,季风时期的风向、风浪传播方向、涌浪传播方向基本一致。波高以轻浪和中浪为主,小波分析表明波高在6-9月具有3-6年的变化周期。提供了较详实的海浪资料及变化规律。     

南麂海域大浪与大风的分布关系

本文根据南麂海洋站１９８３～１９８９年实测风和浪的资料，分析了大风和大浪的关系。结果表明：大浪日、大风日各月出现次数不匀。风浪大浪日及涌浪大浪日出现比率分别占５６％和４４％。各向大浪波高均值变化幅度不大。各向大浪波高极值却有较大差异。风浪Ｈ１／１０波高为１．５～２．０ｍ、当风速为１１～１３ｍ／ｓ时，大浪出现频率最高。本文还给出了波龄较大的风浪大浪波高与大风风速的经验关系。基于不同类型的台风路径，得到了本区从Ｈ１／１０波高为１．５ｍ以上时台风中心的位置。利用此结果可以预报本区大浪出现的时间。     

Uncertainty Analysis of Wind-Wave Predictions in Lake Michigan

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.     

SWAN模型模拟风浪场侧边界失真范围研究

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。     

A model for the response of wave directions in slowly turning wind fields

On the basis of the wave energy balance equation, the response model of mean directions of locally wind-generated waves in slowly turning wind fields has been derived. The results show that in a homogeneous field, the time scale of the response is not only related to the rate of wave growth, but also to the directional energy distribution and the angle between the wind direction and the mean wave direction. Furthermore, the law of change in the mean wave direction has been derived. The numerical computations show that the response of wave directions to slowly turning wind directions can be treated as the superposition of the responses of wave directions to a series of sudden small-angle changes of wind directions and the turning rate of the mean wave direction depends on the turning rate and the total turning angles of the wind direction. The response of wave directions is in agreement with the response for a sudden change of wind directions if the change in wind directions is very fast. Based on the no     

复杂地形下海浪数值模式的特征线计算格式

LAGFD-WAM海浪数值模式是一种第三代海浪数值模式，通过求解波数谱平衡方程，并考虑风输入、波浪破碎耗散、底摩擦耗散、波波非线性相互作用和波流相互作用等源函数，模拟波数空间下的海浪方向谱，并依此获得海浪的波高、周期和平均波向。该模式的一个显著特点是采用特征线嵌入格式求解海浪的传播。在进行浅水区域的海浪模拟时，特征线嵌入格式的数值计算方案是否合理对海浪数值模拟结果产生直接的影响。为此LAGFD-WAM海浪数值模式提出了一种新的特征线混合数值计算格式，并应用于浅水海浪数值模拟。结果表明，采用该计算方法，能够使数值模拟结果与实测结果很好符合。