多尺度波浪数值模拟技术研究

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1、？寸你各和考－Ｏａ．ＡＮＩＪＭＶ１ＲＳＨＹＯＦＣＨＩＮＡ讚位论文ＭＡＳＴＥ化ＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ議目：多編誦麵术硏究―…Ｒ－ＴｅｃｈｎｏｌｏｅｓｅａｒｃｈｏｆＭｕｌｔｉｓｃａｌｅｇｙＷａｖｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＭｏｄｅｌｉｎ英文题目：ｇ范海荣作者：＿梁丙臣教授指导教师：—全曰制学术学位：学位类别―＿港马每岸及近海工琴专业名称：港口、海岸工程及其与海洋环境的相互作用硏究硏究方向；２０１５＾５＾３１０＾谨１＾此论文献给在成长过程中给予我关心和帮助的人

2、范海荣多尺度波浪数值模拟技术研究巧化论文巧辩日朋：＞化／）＾占坪句指导教师签字：巧辩委巧会成巧签字：禾如４，４、．独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论义中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得（注；如没巧巧他需要特别＇一声明的，空）或其他教育机构的学位或证书化用巧的材料本栏可。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表不？谢意。学位论文作巧签名：签宇日期長年＾月么日

3、泉為《学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：策為寨导师签字：。签字曰期：＞￥年月又Ｈ签宇曰期万哀年月２曰１｜多尺度波浪数值横拟技

4、术研究摘要一波浪是海洋环境的重要影响因素之，波浪的准确模拟对于工程建设具有非一常重要的实践意义，种波浪模型能够准确地模拟外海风浪生成然而目前尚未有、海浪传播。本文对目前存在的各种波浪模型的、近岸处波浪破碎等全部物理过程理论研究和实际应用进行了简单的回顾，综合比较和分析了各类波浪模型的优点与不足，并在前人工作的基础上利用波能平衡方程模型ＳＷＡＮＷ及考虑非静压项的非线性浅水方程模型ＳＷＡＳＨ完成了中国东部海区至长江口周部水域波浪场的数值模拟。通过ＳＷＡＮ和ＳＷＡＳＨ的嵌套模式可Ｗ快速地对海域波浪进行高分辨率的数值模拟。针对中国

5、东部海区至长江口局部水域多尺度波浪数值模拟技术体系的建立，主要分为Ｗ下兰个步骤：首先本文Ｗ风场数据和潮位数据为驱动条件，运用第二代浅海海浪数值模式ＳＷＡＮ模型对中国东部海区至长江口水域的波浪进行模拟，。在该波浪模拟过程中采用了ＳＷＡＮ模型自身Ｈ重嵌套结构。本文所采用的风场数据是通过ＷＲＦ模拟计算巧到的，并选取了两个测站的风速值与模拟值进行验证，发现拟合效果较好：ｅ－潮位驱动数据是由Ｄｌｆｔ３ＤＦＬ０Ｗ模型得到的，其水位边界由ｎ本的天文潮模型ＮＡ０．９卵嵌套获取的，并选取了长江口附近多个验潮站的实测潮位数据与模拟Ｄｅｌ－。采用经

6、值进巧验证，发现ｆｔ３ＤＦＬＯＷ能很好地模拟长江口邻近海域的水位过验证的风场数据和潮位数据作为长江口邻近海域波浪模型的驱动条件，对其波浪场进行数值模拟。选取长化口、牛皮礁、南槽东Ｗ及浮标观测站四个波浪测站实测波高和波周期数据对ＳＷＡＮ模型进行验证，发现波浪模型模拟的波高和周期与实际观测的波高和周期基本吻合，说明ＳＷＡＮ横型可Ｗ很好地模拟长江Ｕ水域的波浪要素。其次，本文运用非静也浅水方程模型ＳＷＡＳＨ对长江口横沙促齡圈围五期Ｘ程南大堤东端附近波浪进斤了模拟。对该区域波浪场的模拟采用了ＳＷＡＮ和■ＳＷＡＳＨ的嵌套模式，即在模拟过程中采用

7、ＳＷＡＮ波浪模型输出的波浪谱作为ＳＷＡＳＨ模型的驱动边界条件，并Ｗ近岸处化力式测波仪观测波浪数据对该模型进行验证，发现模拟波而和观测波而拟合较好。Ｉ最后，本文通过ＳＷＡＳＨ自身嵌套的方式，Ｗ远岸波浪浮标的波面时间序列一为驱动，建立了该区域的维数值模型。对远岸波浪浮标处直至南大蜡越浪集水池的波浪传播变形过程进行了数值模拟一，结果发现该维模型可Ｗ准确地模拟波浪爬坡越浪过程。本文通过上述从大尺度中国东部海区至小尺度南大堤东端波浪爬坡越浪过程的全部物理过程数值模拟的步骤，联合运用ＳＷＡＮ和ＳＷＡＳＨ模型，构建了一种合理的多尺度的波浪

8、模拟体系，