我國擁有漫長的海岸線和遼闊的海域,經(jīng)常遭受不同程度的臺風(fēng)及其巨浪的襲擊,黃東海海域是災(zāi)害性臺風(fēng)浪的頻發(fā)海域,對該海域臺風(fēng)產(chǎn)生的波浪場的數(shù)值模擬、預(yù)報不僅在風(fēng)-浪相互作用的物理機(jī)制研究方面具有科學(xué)價值,而且對海岸工程、遠(yuǎn)洋運(yùn)輸、海洋漁業(yè)、溢油模擬、海上搜救等也有著重要的現(xiàn)實意義。 本文運(yùn)用數(shù)值模擬的方法,綜合考慮了風(fēng)-浪相互作用、非線性波-波相互作用、白浪耗散和底摩擦等物理機(jī)制,采用當(dāng)前國際上先進(jìn)的第三代海浪模式WAVEWATCH-Ⅲ(下簡稱WW3)對黃東海海域的海浪場進(jìn)行數(shù)值模擬,并將模擬的有效波高結(jié)果與TOPEX/Poseidon(下簡稱T/P)衛(wèi)星高度計的有效波高觀測資料作對比分析;通過設(shè)計數(shù)值試驗方案,研究了流場、水位等因素對海浪的影響;采用高分辨率網(wǎng)格對典型海域(本課題選取舟山群島附近海域)的海浪場進(jìn)行數(shù)值模擬,為舟山群島海域的航運(yùn)安全、海上搜救、溢油模擬、海岸工程等提供技術(shù)支持。 本文對三個典型的臺風(fēng)(9711號Winnie、0205號Rammasun和0414號Rananim)產(chǎn)生的海浪場進(jìn)行了模擬,并將有效波高結(jié)果與T/P衛(wèi)星高度計有效波高作對比分析。結(jié)果...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
第1章 緒論
    1.1 課題研究的意義
    1.2 海浪理論的研究
    1.3 海浪數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.3.1 第一代海浪模式
        1.3.2 第二代海浪模式
        1.3.3 第三代海浪模式
        1.3.4 第三代海浪模式的發(fā)展
        1.3.5 國內(nèi)海浪模擬研究
    1.4 衛(wèi)星高度計應(yīng)用研究
        1.4.1 衛(wèi)星海洋遙感及衛(wèi)星高度計研究歷史背景
        1.4.2 衛(wèi)星高度計測波資料應(yīng)用研究
    1.5 本課題解決的主要問題
第2章 海浪模式
    2.1 海浪描述
    2.2 譜描述
    2.3 波產(chǎn)生與耗散
        2.3.1 風(fēng)輸入
        2.3.2 波耗散
        2.3.3 非線性波一波相互作用
    2.4 海浪模式
        2.4.1 海浪模式簡介
        2.4.2 海浪譜能量平衡方程
        2.4.3 模式源函數(shù)
            2.4.3.1 非線性相互作用源函數(shù)
            2.4.3.2 輸入與耗散源函數(shù)
            2.4.3.3 底摩擦源函數(shù)(JONSWAP)
            2.4.3.4 不同水深尺度源函數(shù)的選擇
        2.4.4 模式輸出參數(shù)
    2.5 海浪模式的運(yùn)行
        2.5.1 模式的編譯
        2.5.2 模式開關(guān)項選擇
        2.5.3 模式的運(yùn)行
第3章 黃東海海域的海浪數(shù)值模擬研究
    3.1 計算區(qū)域概況和模式設(shè)置
    3.2 模擬試驗一: Winnie(9711號)臺風(fēng)浪模擬
        3.2.1 臺風(fēng)個例介紹
        3.2.2 試驗方案設(shè)計
        3.2.3 方案一:未考慮初始海洋狀態(tài)的臺風(fēng)浪模擬
        3.2.4 方案二:綜合考慮風(fēng)、流、水位等對波浪場的影響
        3.2.5 模式結(jié)果與 TOPEX/Poseidon高度計的對比分析
            3.2.5.1 TOPEX/Poseidon衛(wèi)星高度計
            3.2.5.2 模式輸入風(fēng)場的檢驗
            3.2.5.3 模式結(jié)果與T/P高度計資料的對比分析
            3.2.5.4 模式結(jié)果與 T/P高度計資料的統(tǒng)計分析
    3.3 模擬試驗二: Rammasun(0205號)臺風(fēng)浪模擬
        3.3.1 臺風(fēng)個例介紹
        3.3.2 數(shù)值試驗: Rammasun臺風(fēng)波浪場的模擬
        3.3.4 模式結(jié)果與 T/P高度計的對比分析
            3.3.4.1 模式輸入風(fēng)場的檢驗
            3.3.4.2 模式結(jié)果與 T/P高度計資料的對比分析
            3.3.4.3 模式結(jié)果與 T/P高度計資料的統(tǒng)計分析
    3.4 模擬試驗三: Rananim(0414號)臺風(fēng)浪模擬
        3.4.1 臺風(fēng)個例介紹
        3.4.2 數(shù)值試驗: Rananim臺風(fēng)波浪場的模擬
        3.4.3 模式結(jié)果與 T/P高度計的對比分析
            3.4.3.1 模式輸入風(fēng)場的檢驗
            3.4.3.2 模式結(jié)果與 T/P高度計資料的對比分析
            3.4.3.3 模式結(jié)果與 T/P高度計資料統(tǒng)計分析
    3.5 小結(jié)
第4章 典型海域的海浪數(shù)值模擬研究
    4.1 模式計算區(qū)域概況和模式設(shè)置
    4.2 臺風(fēng)模擬試驗一: Rammasun(0205號)臺風(fēng)海浪場模擬
        4.2.1 臺風(fēng)個例介紹
        4.2.2 數(shù)值方案設(shè)計
        4.2.3 方案一:綜合考慮所有物理過程的臺風(fēng)波浪場模擬
        4.2.4 方案二:未考慮底摩擦的臺風(fēng)波浪場模擬
    4.3 臺風(fēng)模擬試驗二: Rananim(0414號)臺風(fēng)海浪場模擬
        4.3.1 臺風(fēng)個例介紹
        4.3.2 數(shù)值方案設(shè)計
        4.3.3 方案一:綜合考慮所有物理過程的臺風(fēng)波浪場模擬
        4.2.4 方案二:未考慮底摩擦的臺風(fēng)波浪場模擬
    4.4 小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 本文的主要結(jié)論
    5.2 存在的問題與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文



本文編號：3755011