【摘要】：在兩年的博士后研究工作中,針對海浪的數(shù)值模擬及其大尺度作用力進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和研究。主要做了以下三方面的工作: 首先,建立起一個近岸海浪場數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)。對國際上廣泛采用的兩種能譜海浪模式WaveWatch和SWAN進(jìn)行了深入的研究,成功將WaveWatch移植到Windows操作系統(tǒng)下運行,提高了模式的易用性和可操作性,同時修正了SWAN與WaveWatch模式的嵌套接口所存在的錯誤,使SWAN在與WaveWatch模式嵌套運行時能夠采用不規(guī)則邊界的曲線網(wǎng)格或格距更小的規(guī)則網(wǎng)格,在這些工作的基礎(chǔ)上,采用WaveWatch與SWAN模式嵌套的方法成功地建立起一個近岸海浪場數(shù)值預(yù)報系統(tǒng),并得到成功的應(yīng)用。 其次,在博士生研究成果基礎(chǔ)上,對原有的二維邊界元數(shù)值波浪水槽模式進(jìn)行有意義的改進(jìn)和發(fā)展。為模型建立了一個實用的圖形用戶界面程序,該程序夠直觀設(shè)置水槽的各種實驗參數(shù),可以隨意調(diào)整水槽的長度、深度,人工設(shè)置初始自由面甚至設(shè)置不同形狀的人工地形等,同時通過該程序還可設(shè)置造波機(jī)和消波器的參數(shù),以滿足不同實驗的要求,從而極大的改善了原有模式的可操作性,該程序的建立也為模式的推廣和應(yīng)用開辟了道路;同時,針對傳統(tǒng)的活塞式消波器只對淺水波具有較好的消波效果,而對深水波和有限水深波的消波效果不理想的問題,為提高活塞式消波器的消波效果,設(shè)計了一個變淺地形主動消波器,其原理是在水槽末端人為設(shè)置變淺地形,利用變淺作用使傳入波全部過渡為淺水波,然后使用活塞式消波器,將所有淺水波動吸收掉。該消波器對深水波和有限水深波具有明顯的吸收作用,同時將該方法與阻尼消波相結(jié)合不僅能夠有效處理寬頻譜隨機(jī)波動,而且可以有效縮短所需消波區(qū)的長度。 最后,作為對博士期間工作的總結(jié),對海浪在大尺度條件下產(chǎn)生的波生橫向徹體切應(yīng)力的性質(zhì)進(jìn)行了分析。對深水情況下徹體切應(yīng)力隨風(fēng)浪要素的變化的分析表明,風(fēng)速會影響徹體切應(yīng)力的表面強(qiáng)度,但不改變它的影響深度,而風(fēng)區(qū)則改變徹體切應(yīng)力的影響深度,但不改變它的表面強(qiáng)度。為定量的檢驗該作用力對海洋環(huán)流的驅(qū)動作用,將其與定常Ekman漂流的風(fēng)生團(tuán)粘性力進(jìn)行了比較,得到了徹體切應(yīng)力與風(fēng)生湍粘性力無論在表面強(qiáng)度還是影響深度上都具有相同量級的重要結(jié)論。最終建議在具體研究中有必要作為外部條件將風(fēng)場與浪場獨立考慮。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：P731.22
【圖文】：

Wavewatch111的主程序在Windows系統(tǒng)下運行示意圖

通過較為復(fù)雜的運行調(diào)試，我們將認(rèn)龜vewathc模式成功的移植到誠ndows操作系統(tǒng)下運行(詳細(xì)的移植步驟參見附件)l圖1一1、Wavewatch111的主程序在Windows系統(tǒng)下運行示意圖

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本文編號：2716863