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《海洋学报》2021,(10)
本文基于2012年2月15日至5月8日的广东省茂名市附近海上铁塔实测数据,分析了海气边界层的湍流运动。结果证实,在涌浪条件下,协谱和Ogive曲线存在明显受涌浪影响的区域。本文进一步研究,发现浪致雷诺应力的正负符号变化与波龄相关,并给出了顺风向和侧风向浪致雷诺应力正负符号反转时波龄的统计分布。此外,本文基于协谱法提取了浪致雷诺应力τ_(swell),并与传统方法得到的浪致雷诺应力τ_(~*swell)做比较。结果表明,整体上τ_(swell)比τ_(~*swell)大2～3个量级,这意味着传统方法显著低估了涌浪的浪致雷诺应力,传统的浪致雷诺应力计算方法还有待改进。 相似文献
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在实验室风浪水槽中进行纯风浪和混合浪波面位移观测,研究波长较长的规则波对风浪能量的影响.本文用混合浪和纯风浪中的风浪显著波的零阶谱矩之比代表混合浪中的风浪与纯风浪能量之比,并以此表征涌浪对风浪能量的影响.研究了该能量比随涌浪波陡S、风区x、波龄倒数u/C、涌浪频率与纯风浪谱峰频率之比fs/fwp的变化规律.结果表明,涌浪对风浪能量的抑制作用随涌浪波陡的增加、波龄倒数的增大及涌浪频率与纯风浪谱峰频率之比的增大而增强.发现该能量比依赖于无因次量R=(1+80(πS)2)1.9(fs/fwp)0.9(u/C)0.27,并拟合得到2者的经验关系.此外,本文实验还发现,在某些情况下,涌浪的存在使风浪能量增加. 相似文献
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20.1 引言 混合参数表面波浪预报模式（HYPA）可用于深水海浪预报。这个模式是早期NORSWAM模式（Gunther等,1979a,b及Ewing等,1979）的一个引伸。除了一维风浪谱的参数预报外,它还包括了另一个预报参数——平均风浪浪向（Gunther等,1981）。相对于不同的频率和方位,涌浪沿着预先给定的特征线传播,此方法与NORSWAM模式相同。在下一节中,我们将分三个部分（风浪、涌浪及风浪与涌浪的交换）介绍这一模式。 20.2 风浪 参数预报方程可由动量方程导出其中m是动量密度谱,v是群速,τ是谱动量密度的源函数。这一项一般可划分为大气输入项τ_(in),消耗项τ_(dis)和非线性相互作用项τ_(nl)。 相似文献
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《海洋湖沼通报》2016,(1)
基于第三代海浪数值模式WAVEWATCH-Ⅲ(v 3.14),在CCMP风场驱动下,对2009年平常月份与台风"茉莉"作用期间涌浪场及混合浪场进行了数值模拟,探讨了东海E3海域的涌浪在不同气象条件下的产生机理及其演变特性。结果表明:平常月份东海E3海域的涌浪主要来自东海海域及西北太平洋海域,当涌浪来自东海海域,涌浪波高较大,涌浪波高多在0.7~2m,谱峰周期约为8~10s,混合浪中涌浪成分较高;当涌浪来自西北太平洋海域,涌浪的有效波高多在0.2~0.7m,谱峰周期约为8~10s,混合浪中涌浪成分较小。台风期间,东海E3海域主要受西北太平洋海域传来的涌浪影响,涌浪的有效波高及谱峰周期都较平常月份为大,有效波高主要分布在0.5~1.8m,谱峰周期主要分布在10~18s。 相似文献
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风波诱导漂流的数值计算 总被引：1，自引：0，他引：1
用相均Navier-Stokes方程研究有波浪时的风诱导水中漂移流,方程中雷诺应力用k-ε模式封闭.采用有限容积法在与平均波面相适应的非正交坐标中求解各方程.计算的漂移流场及湍流特性,包括湍流强度和雷诺应力等基本合理并得以解释.用新提出的界面条件计算海面阻力系数ζ10与实测值比较在波浪无破碎情况下符合良好. 相似文献
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本文对海-气边界层波致风机制的相关理论进行了阐述,并利用ERA-40再分析资料给出了太平洋谱峰速度、波龄、波陡等描述涌浪和波致风机制物理量的年际和季节空间分布特征。分析表明:东太平洋赤道地区等海域涌浪速度最大且涌浪由南向北传播明显;太平洋波边界层高度基本呈现出东高西低的分布形势;波致风机制主要发生在赤道热带海域,北半球夏季波致风机制偏强,冬季偏弱,南半球反之;北半球北部海域夏季更易发生波致风机制,赤道附近海域相反;南海为风浪与涌浪组成的混合浪,对其波候等相关研究有必要分开进行讨论。 相似文献
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基于物理模型试验，探究畸形波和不规则波作用下浮体系泊张力差异问题。讨论相对波高、相对周期和畸形波参数α1对系泊张力的影响。结果显示:畸形波参数α1和浮体系泊张力显著相关。在α1=2.0～2.83范围内，畸形波作用下迎浪侧系泊张力最大值可达不规则波作用的1.9倍。在相对波高Hs/d=0.032～0.097范围内，畸形波作用下迎浪侧系泊张力最大值显著大于不规则波的作用结果，但畸形波和不规则波对应的1/3值及平均值几乎一致。就相对周期影响而言，迎浪侧系泊张力最大差别出现在谱峰周期Tp0p范围内。频域方面采用小波分析方法讨论畸形波和不规则波作用下浮体系泊张力时频谱特征，两种波浪作用下系泊张力时频特征有显著差别。 相似文献
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风涌浪分离是研究风浪、涌浪各自特性的基础,但受限于海浪谱数据的匮乏,基于海浪谱的风涌浪分离方法难以普及应用,有效的解决办法是采用波浪观测中容易获取的基本波要素进行风涌浪分离。现有方法无法利用基本波要素全面计算出风浪、涌浪的比例及其特征参数,为此本文将机器学习引入到风涌浪分离中,以多层感知器模型为基础,提出了一种利用基本波要素、风要素准确计算出风涌浪参数的方法。该方法需要每个测站提供至少466笔、建议766笔及以上的实测波浪数据作为训练样本,适用于台湾海峡3个测站,在计算精度上显著优于基于海浪频谱的传统风涌浪分离方法,可为本海域缺乏海浪谱的测站提供替代性的风涌浪计算方案,有助于扩大实测风涌浪资料的来源,进而加强风涌浪分布特性以及预警预报研究。 相似文献
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基于第三代海浪数值模式WAVEWATCHⅢ(v3.14),在WRF模式提供模式风场驱动下,对1109号台风"梅花"的风浪场、涌浪场和混合浪场进行了数值模拟,并在我国东部沿海选取了3个关注站点,探讨涌浪和风浪波高随时间变化与台风中心位置的关系以及台风影响下海浪二维谱、风浪场和涌浪场分布和变化特征。结果表明,新版的海浪模式能较好表现福建和浙江沿海、长江口附近、山东半岛南端的3个关注区域的台风涌浪先于风浪到达的事实;距台风中心不同距离,混合浪波高的组成和波高变化不同;台风的外围区涌浪场的高值区对应着风浪场的低值区,台风的大风区风浪场的高值区对应着涌浪场的低值区,台风眼区则为涌浪区。涌浪多分布在台风风浪影响范围之外,波向由台风中心向外辐射。 相似文献
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基于雷达高度计增益自动控制数据的风速反演算法研究 总被引：1，自引：1，他引：0
基于Jason-1卫星雷达高度计与NDBC(National Data Buoy Center)浮标的时空匹配数据集,利用BP(Back Propagation)神经网络方法建立了基于后向散射系数σ0与有效波高(Significant Wave Height,SWH,)的双参数(σ0-Hsw)风速反演模型,并探讨利用AGC(Automatic Gain Control)来代替σ0对风速反演的可行性进行研究。结果表明,所建立的σ0-SWH风速反演均方根优于0.3 m/s(风速范围为0.5~20 m/s); AGC-SWH模型反演精度偏低(1.3 m/s),但在星星交叉定标的基础上,模型精度提高了0.9 m/s。这个研究工作尤其是交叉定标基础上的AGC-SWH模型反演流程对"HY-2"海面风速反演有一定的借鉴意义。 相似文献
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Based on observations from buoys, it is found that the wave age is well correlated with the nondimensional wave height, and this correlation is best described by a 3/5-power law. This similarity law is valid in the cases of wind waves as well as swells under natural sea states. On the basis of the 3/5-power law combined with the well-known 3/2-power law, it is shown that the wave-induced wind stress increases rapidly with wave age, indicating that the traditional observations or analytic techniques have only given the turbulent Reynolds stress induced by short wind waves, but excluded the long-wave-induced wind stress. The latter constitutes a small fraction to the total wind stress when the wave age is smaller than 1.0. The increase of sea-surface roughness with wave age can be attributed to wave breaking. 相似文献
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风作用于水面产生风浪, 其中由于波流紊动产生的动量和能量的交换机制是一个很复杂的过程。风应力一般用来描述这种能量交换, 可以分为3个部分: 水面的剪切力、波生应力以及紊动应力。采用一种有效的非线性波流分离方法——NSFM(Nonlinear Stream Function Method)对波流运动的动量和能量输移进行定性描述。构造能够有效表达非线性波浪的解析流函数, 摄动求解使其满足拉普拉斯方程、动力边界条件和运动边界条件, 结合实验室风浪数据, 分离出波生速度场。通过交叉谱分析, 得到波生雷诺应力在不同风速下对风应力的贡献。结果表明: NSFM对不同工况条件下的风浪的处理具有较高的精度, 模型适应性良好; 且风速越大, 波生应力沿着水深衰减得越快, 且自由面波生应力在动量输移中的比重会逐渐减弱。 相似文献
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基于波致应力计算中对海浪谱和波浪增长率公式的敏感性分析,选择适当的波致应力近似求解方法,计算和探讨了太平洋波致应力的时空分布特征。敏感性分析中,选择了4种常用的波浪增长率公式和3种经验解析海浪谱。推导了计算波致应力的单波公式,并将其与JONSWAP谱积分公式和Elfouhaily谱积分公式进行比较,同时使用了由风速和有效波高资料构造的Elfouhaily谱积分公式计算太平洋波致应力。结果表明:Belcher等(1993)的波浪增长率计算公式估算的波致应力与实验数据吻合度较好,同时适用ERA-interim数据;当波龄小于1.2时运用Elfouhaily谱积分公式更合适,当波龄大于1.2时运用单波公式更快速有效;太平洋的波致应力分布与风场之间存在明显的相关性;2009年1月、4月、7月和10月太平洋波致应力的季节性特征分析表明四个季节的西风带波致应力较其他地区都更强盛,而在时间变化上1月和10月为波致应力整体较为强盛的时期。 相似文献
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The velocity fluctuations of wind over wind-waves in a wind tunnel are measured with a X-type hot-wire anemometer at some heights over the water surface.The observed vertical profiles of the wave-induced velocity fluctuations and the wave-induced Reynolds stress at the wave spectral peak frequency are different from those expected from the inviscid quasi-laminar model;i.e., the observed vertical profiles of the power spectral density of the wave-induced horizontal or vertical velocity fluctuations of wind have the minimum value at the height much heigher than the critical layer, and the value of the wave-induced Reynolds stress is negative at several heights over the water surface. From the comparison between the experimental results and the numerical solutions of a linear model of the turbulent shear flow over the wavy boundary, it is shown that the discrepancy described above can be attributed to the atmospheric turbulence. 相似文献
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J.W. Dippner 《Coastal Engineering》1987,11(5-6)
A numerical model is presented, which investigates the contribution of wave-induced currents to the tidal residual circulation in the German Bight. The momentum transfer, by swell decaying to the mean circulation, is calculated including wave-current interaction without refraction. The model couples deep-water and shallow-water energy dissipation mechanisms such as wave attenuation and wave breaking. The model computes wave set-up, wave set-down and a longshore current as well. The pure wave-induced circulation is calculated, and also the residual circulation due to the interaction between waves and tide. The results suggest that the wave-induced currents can be neglected for the calculation of transport of near-surface pollutants. 相似文献
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作为一种常见的近海海底灾害地质现象,波致海床液化严重威胁着黄河三角洲地区海底工程设施的安全。粉质海床液化后,海底粉土的结构、物理和力学性质均发生了改变,研究该变化规律尤其是评估液化后海底粉土再次发生液化的可能性具有重要的理论意义和应用价值。本文利用室内动三轴仪对取自黄河三角洲已液化和未液化海底粉土开展了液化试验对比研究,讨论了已液化和未液化海底粉土在孔压增长模式和轴向动应变发展趋势方面的异同,对比分析了二者的液化势。研究结果表明:应变标准比孔压标准更适用于评估黄河三角洲地区海底粉土的液化势;孔压和动应变发展模式均表明与未液化粉土相比,已液化海底粉土再次发生液化的抗力有所提高;已液化和未液化海底粉土归一化孔压比ud/σ3与循环加载次数比N/Nf间相关关系可采用双曲线或指数函数模型进行定量化描述;未液化海底粉土的波致液化临界循环应力比约为0.20,已液化海底粉土的临界循环应力比约为0.35。研究成果有助于加深对海底粉土波致液化特性的认识,亦可为循环应力历史影响下的土体力学性质研究提供参考。 相似文献
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通过在波浪水槽中进行一系列物理模型实验, 研究珊瑚礁礁坪宽度变化对珊瑚礁海岸附近波浪传播变形及礁坪上波浪增水的影响。物理实验采用理想化的珊瑚礁模型, 测试了3种礁坪宽度下的一系列不规则波工况。实验结果分析表明: 波浪沿礁传播过程中, 短波持续衰减; 低频长波波高沿礁逐渐增大, 直到海岸线附近达到最大; 随着礁坪宽度的增加, 海岸线附近的短波波高呈下降趋势, 低频长波波高的变化规律不显著; 礁坪上的波浪增水受礁坪宽度变化的影响不明显; 通过对海岸线附近的波浪进行频谱分析发现, 礁坪上低频长波的运动存在着一阶共振模式, 且共振放大效应强度受礁坪水深、入射波峰周期和礁坪宽度共同影响。 相似文献
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Vertical variations of wave-induced radiation stress tensor 总被引：3，自引：0，他引：3
INTRODUcrIONThe concept of radiation stress was deve1oPed by tonguet--Higgins and Stewart (1964 ),who intreduced the definition of radiation stress as the excess mornentum due to the presence ofwaves, on the basis of time-averaged laws of Newtonian fluid mechanics and the assmption ofa unifOrm velocity distribution over depth. Subequently, the theory has been applied success-fully in the investigation of phenomena such as wave set-up and set--down (Bowen et al.,l968), longshore currents … 相似文献