【摘要】：波浪和水流是近岸水域的主要動力因素,且它們之間存在復雜的相互作用,因此,近岸波浪和水流的模擬需要合理考慮二者的耦合作用。本文借助MCT(the Model Coupling Toolkit)耦合器,基于第三代海浪模式SWAN和三維非結構化網(wǎng)格的FVCOM水動力模式,建立了考慮波流相互作用的波流實時耦合模式,并應用于理想和實際算例。本文的主要內(nèi)容及結論為： 1.借助MCT耦合器,基于SWAN和FVCOM建立波流實時耦合模式,實現(xiàn)了非結構化網(wǎng)格之間的數(shù)據(jù)傳遞。該模式由SWAN提供波要素,FVCOM提供水位和流速,實時交換變量,考慮了波流相互作用。 2.本文將波流實時耦合模式應用于潮汐通道理想算例,并按實時耦合、離線耦合模式分別對該算例進行了模擬,分析了波流相互作用下波浪場及流場的變化規(guī)律。結果表明,波浪受潮流的作用較明顯,在周期性潮流作用下波浪也會隨之產(chǎn)生周期性變化。此外,對實時與離線耦合模式的計算效率比較結果表明,實時耦合模式的計算時間小于離線耦合模式。 3.本文還將波流實時耦合模式應用于2007年“韋帕”臺風過程的波浪場及流場模擬,基于實測資料對模型進行了驗證,并對臺風過程的潮流場進行了分析。結果表明,波流實時耦合模式能夠較好地模擬臺風期間連云港海域附近的水動力現(xiàn)象。此外,“韋帕”臺風期間,波浪和流場受旋轉臺風影響均出現(xiàn)旋轉特性,風應力和波浪輻射應力對表層流場產(chǎn)生明顯影響,風場影響最為顯著,波浪輻射應力使連云港海域沿岸流發(fā)生一定程度的增大。
【圖文】：

示了結構化網(wǎng)格的區(qū)域分解，圖中編號代表矩形網(wǎng)數(shù)為 24 的矩形網(wǎng)格，該網(wǎng)格有四行六列，共分配兩或縱向分段的方式，就可以將區(qū)域進行分解為兩段的方式，即 TILE0 和 TILE1。GlobalSegmap 通過記對數(shù)據(jù)進行存儲。TILE0 有三個頭部結點，分別是長度的值均為 4。TILE1 的結構亦然，，頭部分別是三個長度的值也為 4。

記錄頭部和長度的方式，就可以將矩形網(wǎng)格的結點信息清構化網(wǎng)格不同，F(xiàn)VCOM 采用的是 METIS[73]庫對水平區(qū)TIS 庫分割的原則是：每個分區(qū)所包含的單元數(shù)盡量相等度盡量小[74]。按照該規(guī)則分割后，F(xiàn)VCOM 分區(qū)中的網(wǎng)格候是不連續(xù)的，如圖 3-2 所示。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TV139.2;P731.2

【參考文獻】

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本文編號：2639919