【摘要】： 風(fēng)暴潮是來自海上的一種巨大的自然界災(zāi)害現(xiàn)象,它若和通常的天文潮,特別是天文大潮、高潮階段疊加,往往會(huì)使其影響所及的海域水位暴漲,乃至海水浸溢內(nèi)陸,釀成巨災(zāi)。 本文以準(zhǔn)三維近岸流模型(SHORECIRC)為基礎(chǔ),該模型考慮了流速的垂向分布影響,并通過輻射應(yīng)力機(jī)制與REF/DIF1(聯(lián)合折/繞射)波浪模型耦合,但只適用于直角笛卡兒坐標(biāo)系,采用直角網(wǎng)格,限制了該模型在具有復(fù)雜地形和海岸邊界的海域中的應(yīng)用。 本文首先通過幾個(gè)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該模型在沿岸流和裂流數(shù)值模擬中的準(zhǔn)確性,并對(duì)相關(guān)影響因素作了分析;接著在準(zhǔn)三維近岸流方程基礎(chǔ)上,采用一般坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法,將該模型轉(zhuǎn)換為曲線坐標(biāo)系下的準(zhǔn)三維近岸流模型,基于Brackbill(1982)的自適應(yīng)網(wǎng)格生成方法,設(shè)計(jì)了邊界適應(yīng)曲線網(wǎng)格;在各網(wǎng)格點(diǎn),定義了不同的點(diǎn)型,以區(qū)分不同邊界條件;并在該模型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單實(shí)用的渤海海域天文潮預(yù)報(bào)系統(tǒng);進(jìn)而引入了臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)、表面風(fēng)應(yīng)力計(jì)算公式,以及考慮天文潮和風(fēng)暴潮之間非線性作用的開邊界水位,為風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)進(jìn)行計(jì)算設(shè)置;并采用兩層嵌套方法,將其應(yīng)用到2003年、2004年渤海的兩次風(fēng)暴潮數(shù)值模擬(后報(bào))中,將水位過程計(jì)算結(jié)果與黃驊港驗(yàn)潮站實(shí)測(cè)水位進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明:模擬計(jì)算水位與實(shí)測(cè)水位趨勢(shì)一致,說明了該模型可以用于天文潮以及風(fēng)暴潮增水預(yù)報(bào)。 此外,還分析了漲、落潮時(shí)的流場(chǎng),潮流的垂向結(jié)構(gòu),考慮天文潮與風(fēng)暴潮非線性相互作用對(duì)風(fēng)暴增水模擬的影響,以及底摩阻對(duì)潮位和流速的影響。并結(jié)合2003年風(fēng)暴潮的模擬結(jié)果,指出了影響模擬精度的相關(guān)因素,如地形、邊界條件和風(fēng)場(chǎng)的精度,同時(shí)也指出了本模型尤其是波浪模型,在模擬大風(fēng)過程的一些不足之處。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：P731.23
【圖文】：

波-流相互作用下底部剪切應(yīng)力計(jì)算

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章 曲線坐標(biāo)系下準(zhǔn)三維近岸流數(shù)學(xué)模型的速度之間的夾角，其定義見圖 2-2。我們定義：bb,αV = V（2-67）圖 2-3、圖 2-4 分別顯示了1β 、2β 和0Vub之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。程序里，我們把1β 和2β 近似成一條符合式（2-65）和式（2-66）的簡(jiǎn)單曲線。圖2-2 波-流相互作用下底部剪切應(yīng)力計(jì)算

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章 曲線坐標(biāo)系下準(zhǔn)三維近岸流數(shù)學(xué)模型的速度之間的夾角，其定義見圖 2-2。我們定義：bb,αV = V（2-67）圖 2-3、圖 2-4 分別顯示了1β 、2β 和0Vub之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。程序里，我們把1β 和2β 近似成一條符合式（2-65）和式（2-66）的簡(jiǎn)單曲線。圖2-2 波-流相互作用下底部剪切應(yīng)力計(jì)算

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 于亮;考慮波流耦合作用的渤海灣風(fēng)暴潮三維數(shù)值模擬[D];天津大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2765415