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基于SWAN模式的中国近海波浪模拟修正研究
2024年
本文基于IFREMER中的卫星实测数据,配合非结构化三角网格,对SWAN模式中的风能输入、白帽耗散、底摩擦导致的能量耗散项及相关参数在中国近海进行了敏感性分析和适应性修正,修正模型的适用性通过25年的数值试验得到了验证。研究结果表明,NCEP再分析风速在目标海域与实测数据有较好的一致性,可用作波浪数值模拟的强迫风场;风能输入及白帽耗散均采用Komen模式,系数值为1.86×10^(-5),是适用于该海域的最优参数组合;COLLINS模型及其默认参数最适用于中国近海考虑底摩擦导致的能量耗散;修正后SWAN模型模拟有效波高的精确度提升且具有很好的适用性。
林逸凡刘玉飞王小合逯鹏杨梓豪董胜
关键词:中国近海NCEPSWAN有效波高
SWAN模式中风输入方案对南海台风浪后报的影响分析
2023年
基于近岸海浪模式(SWAN,Simulating waves nearshore),分别用ERA(ECMWF re-analysis)5、ERA-Interim、CCMP(Cross calibrated multi-platform)及美国国家环境预报中心(NCEP,National centers for environmental prediction)数据中心的天气预报再分析系统(CFSR,Climate forecast system reanalysis)的海表面10 m处风场作为不同的驱动风场,模拟15次经过南海的热带气旋过程产生的极值波高情况下的海浪,比较了不同风场驱动的海浪后报模拟值与Jason卫星高度计实测值的误差;再应用模拟精度最高的驱动风场,模拟同样条件的海浪场,对拖曳系数的参数化方案进行敏感性分析和比较。结果表明:在模式输入参数为默认值的情况下,ERA5风场与WU方案的风输入组合能够获得更加准确的中国南海热带气旋发生海域的有效波高;最后基于以上结果构建30年的南海海域海浪要素数据集,并使用Pearson-Ⅲ分布推算出南海海域的多年一遇有效波高。研究结果可以为南海海域的海浪灾害评估与海洋工程建设提供参考。
郑元帅孙建
关键词:SWAN模式风场拖曳系数有效波高
基于SWAN模式的波浪能发电装置输入能量计算方法研究
2022年
本文应用第三代海浪模式SWAN模型,构建出中国南海大万山岛海域的数值波浪场,驱动风场则采用由CCMP大气模式提供的当地卫星风场数据,对“长山号”波浪能发电装置海试期间的有效波高、平均周期等海浪要素进行数值模拟。此外,将数值模拟得到的波浪参数与仪器的现场实测数据进行对比,分析了SWAN模式中底摩阻、波浪破碎、风能输入与白浪耗散等参数对模拟结果的影响,最终得到了适合该海域数值模型的最佳参数配置,并将优化后模型提取的波浪参数带入波浪能公式计算了装置输入的波浪功率。研究成果可为利用数值模拟方法计算波浪能发电装置的输入能量提供参考。
常皓王项南张金凤夏海南
关键词:波浪能海浪模拟SWAN
基于SWAN模式精细化网格下的南海特征岛礁波浪及波浪能分析
南海是中国海域里面积最大的海域,由于气候条件和地理位置特殊,南海拥有着富饶的资源,且该海域陆地较少,由大量岛屿构成,对我国来讲,南海各类群岛经济以及战略地位极其重要,同时南海岛礁是海上丝绸之路的重要支点,是南海重要的交通...
付玉成
关键词:SWAN有效波高
台湾海峡有效波高的SWAN模式与ERA-Interim数据对比分析被引量:1
2021年
有效波高是描述海浪的关键参数。欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的ERA-Interim再分析数据提供了全球海浪的有效波高,本文选取该数据在台湾海峡2013年3月份的有效波高结果,分别与浮标观测数据以及海浪数值模式SWAN(Simulating Waves Nearshore)的数值模拟结果相对比,来分析其预报效果。结果显示:在浮标点,ERA-Interim数据和SWAN模拟浪高数据与浮标浪高数据的时间相关系数分别为0.94和0.98,ERA-Interim数据的浪高均值约为浮标的51%,为SWAN模拟数据的70%。在台湾海峡区域,ERA-Interim数据与SWAN模拟浪高之间的空间异常相关系数(ACC)月均值为0.51,时序ACC曲线显示,一般在海峡东北口风初起时刻ACC值最小,在风吹遍海峡并增长的过程中,ACC迅速增加,在风速达到最大值之后,ACC开始下降,但ERA-Interim数据与SWAN数值模拟结果在整个海峡区域的浪高最大值与最小值分布位置基本一致。综合分析,ERA-Interim数据能够反映台湾海峡区域此时间段的有效波高的时空变化趋势,在数值上有明显低估。
王奎岳显昌吴雄斌周恒滕陈轲敏
关键词:SWAN浮标台湾海峡有效波高
基于SWAN模式的舟山海域波浪能资源的评估研究被引量:2
2020年
利用ECMWF的ERA-Interim风场数据与GEBCO_2014系列的水深数据,基于近海海浪模式SWAN,对2007年1月—2017年12月舟山近海的海浪开展水平分辨率为0.01°×0.01°的精细化模拟。通过对波功率密度、能级频率、变异系数的计算,并结合有效波高及风场的变化特征,综合分析了舟山海域的波能分布特征、富集程度及稳定状况,从而为舟山海域波浪能资源的开发和利用提供科学依据。结果表明:(1)舟山海域的波浪能分布具有显著的地域和季节性变化特征,其中朱家尖东南方向海域的波浪能在夏季最为丰富,而东极岛东北方向海域的波浪能则在冬季最为丰富,这两个海域的年平均波功率分别为1.97 kW/m和1.73 kW/m;(2)舟山海域波浪能稳定性存在差异,东极岛东北方向的海域在冬季波浪能的稳定性较好,朱家尖东南方向的海域以及象山、岱山等地区的北侧海域在夏季波浪能稳定性最差;(3)东极岛东北方向海域的波浪能丰富程度以及稳定性均为最佳,该海域具有较好的波浪能开发前景。
于建民纪棋严郑欢杨乐燕王若琪陈春锦
关键词:SWAN模式ERA-INTERIM
风场对SWAN模式在台湾海峡后报结果的影响被引量:5
2019年
本文利用SWAN模式模拟分析了CCMP和DASCAT两种常用风场数据在台湾海峡海面的浪场结果。东北季风期3个月的浪场模拟结果与浮标实测波高时序数据相比,偏差均值不大于0.33 m,偏差均方根不大于0.59 m。一般在浮标波高大于3.5 m和小于1.0 m时,偏差偏大。6 h分辨率的风场数据相较于24 h分辨率风场数据对应的模拟结果更接近于浮标实测结果。在6 h和24 h分辨率的CCMP风场数据和24 h分辨率的DASCAT风场数据的模拟结果中,两两结果间的空间相关系数均不低于0.90,偏差均值不大于0.32 m,偏差均方根不大于0.4 m。
滕陈轲敏岳显昌吴雄斌王少华黄奇华张兰
关键词:SWAN模式风场台湾海峡
基于SWAN模式的龙口近岸波浪传播数值模型试验分析
本文针对龙口港某码头,使用SWAN模式建立数值模型进行模拟,试图讨论50年一遇大浪在设计高水位、设计低水位两种水位条件下近岸海浪由近岸到岸边的变化情况,以此探索SWAN模式在近岸海洋工程设计中的应用效果。
胡耀辉王朋胡秋良蒋水风
关键词:SWAN码头建设
SWAN模式在中国近海的海浪数值模拟研究
海浪研究是海洋研究中的重要部分。依托计算机的快速发展,现阶段数值模拟能精确地模拟海洋动力学过程,并能预测未来的海洋运动,它既是对海洋实验研究的有益补充,又能够对实验结果进一步应用。所以,在海洋研究领域,数值模拟的运用更加...
滕陈轲敏
关键词:数值模拟
SWAN模式对西行台风所致台风浪的模拟分析被引量:2
2018年
针对西行台风浪特征难以把握的问题,基于目前国际先进的第三代海浪模式SWAN(simulating waves nearshore),以具有高精度、较高时空分辨率的CCMP(cross-calibrated,multi-platform)风场为驱动场,模拟分析影响中国海域的一系列西行台风浪特征。结果表明:以CCMP风场作为SWAN模式的驱动场,对中国海的台风浪进行数值模拟是可行的,模拟的有效波高具有较高精度;从统计的几个西行台风来看,近台风中心波高的低值中心主要位于台风中心的南部或西南部;西行台风的台风浪大值区并不严格分布于危险半圆(第一、第四象限),西行台风浪的大浪区主要分布于第一、第二象限,大浪区与传统的危险半圆重叠区域主要为第一象限。本研究为提高对西行台风浪的预报能力提供理论基础。
高成志郑崇伟
关键词:SWAN模式台风浪中国海有效波高

相关作者

郑崇伟
作品数:165被引量:643H指数:23
供职机构:中国人民解放军海军大连舰艇学院航海系
研究主题:波浪能 中国海 WAVEWATCH 海上丝绸之路 ERA-40
史剑
作品数:34被引量:116H指数:5
供职机构:解放军理工大学
研究主题:台风浪 数值模拟 风浪 海浪模式 WAVEWATCH
梁书秀
作品数:112被引量:405H指数:11
供职机构:大连理工大学水利工程学院海岸和近海工程国家重点实验室
研究主题:数值模拟 海域 反演 人工神经网络 深水
吴克俭
作品数:23被引量:76H指数:6
供职机构:中国海洋大学海洋环境学院物理海洋重点实验室
研究主题:海浪 波浪 SWAN模式 SWAN 波浪能
朱业
作品数:31被引量:141H指数:6
供职机构:浙江省海洋监测预报中心
研究主题:台风 数值模拟 SWAN模式 台风预报 热带气旋