远区台风“三巴”对长江口波浪动力场的作用机制     

任剑波  何青  沈健  徐凡  郭磊城  谢卫明  朱磊 《海洋科学》2020,44(5):12-23

针对远区台风对河口波浪动力场的影响问题,利用第三代波浪模式SWAN计算了远区台风"三巴"期间长江口波浪动力场分布,分析了陆架至河口区的波浪能量耗散和波致泥沙侵蚀的时空分布,发现波浪由外海向近岸传播过程中,波-波相互作用导致能量由高频向低频转换,周期和波长逐渐增大,近底层轨道流速增大,能量密度增高;阐明白帽破碎是维持深水区波浪能量平衡和限制波高成长的主要机制,底摩擦耗能和水深诱导的破碎耗能是长江口横沙东滩和崇明东滩邻近海域波高衰减的主要原因;提出波浪产生的底部切应力与相对水深有关,当波浪传播到浅水区时,波长和周期越大,波浪切应力越大。研究揭示了与河口相距数百公里的远区台风能够对长江口波浪动力场产生明显影响,河口水下三角洲前缘是最容易受到波浪侵蚀的区域,研究成果弥补了目前关于陆架远区台风对河口波浪动力场影响研究的不足,对深化认识远区台风对长江口动力环境、地貌演变、航运安全和滩涂保护等有重要科学意义。  相似文献   

Vertical variations of wave-induced radiation stress tensor   总被引：3，自引：0，他引：3  

Zheng Jinhai  Yan Yixin 《海洋学报(英文版)》2001,20(4):597-605

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   

An Experi mental Study on Wave-Induced Dynamic Stresses in Seabed     

S.C.Chang  L.K.Chien  J .G.Lin  Y.F.Chiu 《中国海洋工程》2006,20(1)

1 .IntroductionEvery year ,Taiwanis subjectedtotwo or three typhoonintrusions in average which always causedisasters . Most of the disasters which occur around the coastal zone are due to seabed instability andcoastal structure destruction caused bytyphoo…  相似文献   

The improvement of the one-dimensional Mellor-Yamada and K-profile parameterization turbulence schemes with the non-breaking surface wave-induced verticalmixing     

LI Yan  QIAO Fangli  YIN Xunqiang  SHU Qi  MA Hongyu 《海洋学报(英文版)》2013,32(9):62-73

Both the level 2.5 Mellor-Yamada turbulence closure scheme(MY) and K-profile parameterization(KPP) are popularly used by the ocean modeling community.The MY and the KPP are improved through including the non-breaking surface wave-induced vertical mixing(Bv),and the improved schemes were tested by using continuous data at the Papa ocean weather station(OWS) during 1961–1965.The numerical results showed that the Bv can make the temperature simulations fit much better with the continuous data from Papa Station.The two improved schemes overcame the shortcomings of predicting too shallow upper mixed layer depth and consequently overheated sea surface temperature during summertime,which are in fact common problems for all turbulence closure models.Statistical analysis showed that the Bv effectively reduced the mean absolute error and root mean square error of the upper layer temperature and increased the correlation coefficient between simulation and the observation.Furthermore,the performance of vertical mixing induced by shear instability and the Bv is also compared.Both the temperature structure and its seasonal cycle significantly improved by including the Bv,regardless of whether shear instability was included or not,especially for the KPP mixing scheme,which suggested that Bv played a dominant role in the upper ocean where the mean current was relatively weak,such as at Papa Station.These results may provide a clue to improve ocean circulation models.  相似文献   

非结构化网格下近岸波生流数值模拟   总被引：5，自引：2，他引：3  

唐军  魏美芳 《海洋学报》2010,32(6):41-46

波浪破碎产生的近岸流是近岸海域关键的水动力因素之一。基于近岸波浪的椭圆型缓坡方程和二维近岸波生流方程,建立了非结构化网格下近岸波浪破碎形成的近岸流数值模型。数值模型中,在空间上采用有限体积法进行数值离散,在时间上采用欧拉向前格式数值离散。数值计算结果表明,该数值模型可以有效地模拟近岸波浪破碎产生的近岸流。  相似文献   

基于可靠性的海洋立管疲劳安全系数研究     

吴剑国  万子诚  李智博  张萌  戴伟  孙政策 《海洋工程》2018,36(6):1-9

综合考虑了立管疲劳安全系数取值的相关因素——立管的安全等级、设计寿命、检验周期、载荷和损伤计算方法等的不确定性,提出了基于可靠度的疲劳安全系数确定方法,筛选了用于计算波致疲劳和VIV(涡激振动)疲劳的随机变量,给出了立管波致疲劳与VIV疲劳安全系数的计算流程,并以某SCR(钢悬链线立管)为例进行了安全系数计算。结果表明,该方法的计算结果优于传统的安全系数确定方法,尤其适合于特殊工程方案或新颖设计的立管疲劳校核。  相似文献   

波致应力的近似求解及其太平洋特征分析     

王倩  宋金宝  曹海锦  乔文丽 《海洋与湖沼》2018,49(3):524-534

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   

波流耦合下保守污染物迁移扩散的模拟研究     

王平  邹文峰 《海洋通报》2017,36(5):568-577

基于三维潮流和谱波浪模型,以及输移扩散模型和拉格朗日粒子追踪模型,构建了波流耦合下保守污染物的迁移扩散模型。模型基于非结构化网格,对近岸复杂岸线有很好的拟合,可用于大范围波流耦合计算。运用所建的耦合模型研究了旅顺港内外的潮流变化、波生流场、保守污染物输移、粒子运动、以及新水道对湾内污染物迁移的影响,模拟的潮流场与实测数据吻合较好。结果表明:潮流会在湾内近湾口处形成一逆时针涡,波浪对湾内影响较小,但波生流会改变湾口流场分布;在湾内处于涡中的水体潮流自净能力较强,而湾中及湾底则较弱,SE向波浪会降低湾内水体的自净能力;新潮流通道的开挖,会显著改善水体的自净能力,尤其对湾底浅水区域作用明显。  相似文献   

非结构化网格下大范围波生流模拟和应用   总被引：1，自引：0，他引：1  

王平  张宁川 《海洋工程》2013,31(5):45-54

波浪破碎引起的沿岸流是近岸海域的关键水动力因素。利用基于缓坡方程得到的光程函数方程和波作用守恒方程建立了考虑绕射效应的大范围波浪传播模型,模型可以考虑流场的影响;将波浪模型计算得到的辐射应力、波浪紊动系数等参数添加到三维水动力模型中,得到大范围近岸波生流的计算模型。模型中流场和波浪可以共用计算网格,且可同步耦合计算;模型基于非结构化网格,可以拟合复杂岸线的变化。模型对波生沿岸流、环流和逆流进行了验证,同时对实际海域的波生流进行了计算,结果表明:该模型对近岸波浪破碎引起的波生流具有很好的精度和适用性,可用于实际工程的计算。  相似文献   

近岸波生流运动三维数值模拟及验证   总被引：3，自引：0，他引：3       下载免费PDF全文

解鸣晓  张玮 《水科学进展》2011,22(3):391-399

开发建立了近岸波生流运动三维数值计算模式。模式中,引入了三维时均剩余动量、破波表面水滚、波浪水平与垂向紊动作为主要驱动力,同时考虑了波流共同作用的底部剪切力。推导了可综合反映底坡、能量传递率和密度影响的水滚能量传输方程;将Larson-Kraus的二维波浪水平紊动系数表达式拓展至三维。采用大量实测数据和文献资料测试验证了所建模式,表明所建模式可有效模拟波浪增减水、底部离岸流、沿岸流、裂流、堤后环流等不同维度的波生流现象。此外,研究也表明破波水滚效应可解释波生流峰值向岸推移的物理现象,从而在模拟中不能忽略;破波带内沿岸流速垂向较为均匀的现象与波浪附加垂向紊动有关。  相似文献