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SWAN模型在风浪场预报中的应用研究

Applicational Research of the SWAN Wave Model in Prediction of Wind Wave Field

【作者】 孙斌;

【导师】 李绍武;

【作者基本信息】 天津大学 , 港口、海岸及近海工程, 2010, 硕士

【摘要】 本文基于目前国际上较为先进的第三代近岸海浪数值模型SWAN(Simulation WAve Nearshore),在充分考虑相关物理过程(风成浪、底摩阻、白浪耗散、浅水波浪破碎、非线性波-波相互作用等)的基础上,以较高的分辨率对影响南海邻近海域的0715号台风“利奇马”自2007年9月29日至2007年10月3日历时5天产生的台风浪过程进行了模拟研究。并运用声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profilers,简称ADCP)所得到的观测点处的有效波高和波谱数据,与SWAN风浪模型所得到的台风浪数值模拟结果进行分析。模型中的风场数据由藤田台风风场模型结合相应QSCAT/NCEP台风资料后提供。为了得到相对精确的结果,用SWAN自嵌套方式,大模型区域为嵌套区域提供波谱边界条件,模拟采用大小模型嵌套的方法进行计算。台风浪过程模拟结果表明:台风中心位于南海海域不同位置,有效波高的分布特征有着较大的差异;本文所建立的数学模型能较好的预测波高和波谱,进一步改进后可以为工程实践提供参考。

【Abstract】 In the present thesis, by using the SWAN model the waves generated by thetyphoon Lekima during the period from Sep. 29, to Oct. 3, 2007around Hainan Islandis simulated with high spatial resolution, in which the physical process of wind-wave,bottom friction, white capping, depth-induced wave breaking and nonlinear wavewaveinteractions are considered. And then, the simulated results of wave height andwave spectra by SWAN model are compared with the measurements by ADCP. Thewind field is obtained from the Fujita formula combined with QSCAT/NCEP windfield. To receive relatively accurate result, we use the nested method in which theboundary conditions of the inner small model are supplied by the outer larger model.The simulated results of waves indicate that wave characteristics varies with thevariation of the location of the typhoon center and the model can predict wave heightand wave spectra properly and thus is capable of providing wave data for engineeringpractice.

  • 【网络出版投稿人】 天津大学
  • 【网络出版年期】2012年 02期
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