本文使用DRAMBUIE模式模擬了中國東海波浪和潮流共同作用下的海底沖刷。DRAMBUIE模式以時間步長的樣式來編程實現(xiàn)，計算了潮流和波浪共同作用8天后的沖刷程度。由于非線性作用對波浪的影響，波浪方面的數(shù)據(jù)，包括波浪邊界層之上軌道速度數(shù)據(jù)、波浪的傳播方向、波浪邊界層之上傳播周期通過運行SWAN模式得出。潮流流速數(shù)據(jù)通過ECOM模式數(shù)值計算得出。 通過對比各項主要輸入對沖刷結(jié)果的影響發(fā)現(xiàn)在正常情況下潮流為影響沖刷的最重要因素，其次是沉積物粒徑、水深和風浪。本文從DRAMBUIE模式本身的理論、輸入數(shù)據(jù)和時間步長樣式三個方面分析了各種因素對沖刷過程的影響，其中輸入數(shù)據(jù)中潮流流速和波浪邊界層上的軌道速度數(shù)據(jù)完全來自數(shù)值模式的輸出。受數(shù)值模式的設置和輸入文件的影響很大，特別是波浪邊界層上的軌道速度數(shù)據(jù)對SWAN模式運行時輸入的風場文件很敏感。時間步長樣式對DRAMBUIE模式影響也很大，時間步長的大小直接控制波浪和潮流輸入數(shù)據(jù)的選取。本文中由于下一時間步長的計算依賴前一時間步長結(jié)束后的計算結(jié)果，所以時間步長樣式還是誤差的重要來源。使用時間步長樣式時最大的問題是怎樣考慮回填過程，目前尚無系統(tǒng)的理論來描述回填怎樣發(fā)生及其隨時間的變化。 最后文章還模擬了以臺風（中心風場風速以35m/s為例，外圍風場風速以25m/s為例）為代表的極端天氣現(xiàn)象和以冬季風（以10m/s的風速為例）為代表的正常天氣作用下潮流和波浪共同引起的沖刷過程。結(jié)果顯示，臺風引起的波浪邊界層上軌道速度比正常風場作用下的數(shù)量級大，在水深淺的海域（30m）與潮流引起的沖刷也明顯強于正常天氣下波浪潮流引起的沖刷。即便水深和風場相同，在潮流和波浪影響下，不同粒徑沉積物的啟動的條件不同，沖刷過程也不同。
【學位單位】：中國科學院研究生院（海洋研究所）
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2013
【中圖分類】：P731.2
【部分圖文】：

2.DRAMBUIE 模式與數(shù)據(jù)準備以在較短時間范圍內(nèi) DRAMBUIE 模式是適用的，本文將 DRA計為時間步長樣式。式 中各個參數(shù)描述的情況為：在一下， ， 的值是一定的，其中時間 t 為沖刷坑在這一穩(wěn)定的流增加到一定深度 所需的時間。但實際上不同的時間步長內(nèi)流所以 ， 的值不同，沖刷坑在不同的靜態(tài)或準靜態(tài)流場狀態(tài)下定深度實際所需的時間 t 也不同，如圖 1 所示。

圖 2.2 沖刷坑深度和最大沖刷坑深度2.3 數(shù)據(jù)的準備文章中數(shù)據(jù)可以分為以下四項：1）與波浪有關的數(shù)據(jù)：波浪邊界層之上軌道速度，波浪傳播方向，波浪邊界層之上傳播周期2）潮流流速3）水深4）沉積物中值粒徑

圖 2.3 四個點的潮流流速平方隨時間的變化由于 SWAN 模式以 CARTISIAN 方式輸出波浪的傳播方向，要得出潮流和波浪邊界層之上軌道速度作用的夾角 需要先將潮流的方向 Dir_c 通過分量表示為 CARTISIAN 方式，這樣就與波浪傳播方向的表示方式一致，具體方法如下：Dir_c=180+atan( ) ， 當 時Dir_c=atan( )， 當 并且 時Dir_c=360+atan( )， 當 并且 時

【參考文獻】

相關碩士學位論文 前1條

1 孫斌;SWAN模型在風浪場預報中的應用研究[D];天津大學;2010年

本文編號：2830145