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《上海交通大学》 2012年
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海洋内波与海浪的数值模拟

辜俊波  
【摘要】:海洋内波和海浪是海洋波动的主要形式,与人类生产、生活密切相关,对海洋环境、海岸防护、海洋及海岸工程、渔业生产、军事和航海等方面都有重要影响。本文的内容分为两部分: 第一部分,海洋内波的数值模拟。基于Euler方程,使用有限体积法建立了一种密度为连续分层情况下、适应水深变化的水域中内波传播的数值模式。为了使计算能够达到二阶精度,对流项的处理使用TVD格式;将SIMPLE算法引入连续分层海洋中内波的数值计算,为了简化计算并方便地适应多种TVD格式,改进了SIMPLE算法;出流边界的处理采用阻尼消波和Sommerfeld辐射条件相结合的方式,以使内波得到有效的衰减和释放。将等水深水域小振幅内波的数值解和理论解进行了详细比较,两者吻合较好,并对等深水域小振幅内波的传播特性进行了分析。利用数值模型计算了小振幅内波在越过潜堤时的传播,以及由密度扰动引起的内波的产生和传播过程。计算结果表明,本文建立的数值模式能有效地模拟内波的传播和变形。 第二部分,海浪的数值模拟。基于CCMP卫星遥感海面风场数据,通过将WAVEWATCH III和SWAN模型嵌套的方法,数值模拟了珠江口附近海域的风浪场。将总计10个月的数值模拟的有效波高、波周期和波向分别与相应的观测值进行了定量比较。结果说明,有效波高的平均绝对误差为15.4cm,分散系数SI为0.240,相关系数为0.925;波周期的平均绝对误差为1.9s,分散系数为0.433,相关系数为0.636;波向的平均绝对误差为23.9°。计算的波高和波向与观测结果的变化趋势相吻合。由于第三代海浪模式本身的缺陷,导致所计算的波周期偏小。总体说来,本文所采用的数值模式能较好地模拟珠江口附近海域的风浪场。使用CCMP风场、模型风场以及两者叠加后的风场模拟了2006年两个台风过程的台风浪。初步讨论了不同台风风场对台风浪的影响。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P731.2

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡树群,甘子钧;南海北部孤立子内波的研究进展[J];地球科学进展;2001年02期
2 郭朴;方文东;于红兵;;近海陆架区内潮观测研究进展[J];地球科学进展;2006年06期
3 张洪生;辜俊波;文武健;;淀山湖风浪场的数值模拟[J];湖泊科学;2011年05期
4 李雪松;徐建中;;高分辨率TVD格式的改进及应用[J];工程热物理学报;2006年02期
5 张兴阳,何幼斌,罗顺社,别必文;内波单独作用形成的深水沉积物波[J];古地理学报;2002年01期
6 袁业立,乔方利,戴德君;海洋内波的控制方程组[J];海洋科学进展;2003年03期
7 高山;丁平兴;朱首贤;;Wave Watch的操作系统移植及其与SWAN嵌套接口的改进[J];海洋科学进展;2006年02期
8 林伟波;;密度分层流中的浮射流模拟[J];华东师范大学学报(自然科学版);2009年03期
9 陈希,桂祁军,闵锦忠,沙文钰;湛江港海域台风浪模拟研究[J];河海大学学报(自然科学版);2003年05期
10 钱泽球;苏莫明;蔡元虎;潘国培;;可压缩流动SIMPLE算法压力修正方程边界条件处理探析[J];航空计算技术;2007年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李丙瑞;海洋中的内波及其演变、破碎和所致混合[D];中国海洋大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 马树青;海洋内波对声传播的影响[D];哈尔滨工程大学;2007年
【共引文献】
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1 刘红梅;申唐;;南通既有建筑节能改造技术探讨[J];四川建筑科学研究;2011年06期
2 赵红艳;陈晔;;江苏沿海主要海洋灾害分析与减灾对策[J];安徽农业科学;2009年04期
3 张俊杰;任雁秋;;室内污染物换气过程的数值模拟[J];包头钢铁学院学报;2006年03期
4 许兆新;吴传利;王晓玢;;海流要素辅助航行决策的区划技术研究[J];船舶工程;2006年03期
5 张本伟;陈瑞峰;孙峰;;基于灰色理论的海浪实时预报[J];船舶工程;2009年S1期
6 尤云祥;徐杰;魏岗;常煜;张军;赵峰;;线性连续分层流体中水波与截断圆柱浮体的相互作用[J];船舶力学;2007年05期
7 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;周德才;;海浪非线性行为的参数化表征[J];船舶力学;2008年02期
8 周知进,刘爱军;深海环境对信号采集的影响研究[J];传感技术学报;2004年01期
9 徐克宝;王军成;陈广庆;高丽丽;李小波;;用三维MEMS力学量传感器对涌浪微观形态测量的研究[J];传感技术学报;2006年05期
10 谷磊;刘玉红;王子龙;王树新;王延辉;;海洋剪切流传感器信号采集系统研究[J];传感技术学报;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高振中;何幼斌;李向东;;中国地层记录中的内波及内潮汐沉积研究[A];第十一届全国古地理学及沉积学学术会议论文集[C];2010年
2 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;周德才;;海浪非线性行为的参数化表征[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
3 李家春;程友良;范平;;海洋内波与海洋工程[A];祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集[C];2004年
4 关晖;苏晓冰;田俊杰;;三维海洋内孤立波数值水槽造波研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
5 郑沛楠;宋翔洲;陈学恩;;2008年初中国南方地区雪灾成因分析[A];“2010年北京气象学会中青年优秀论文评选”学术研讨会论文集[C];2011年
6 朱颖;陆毅;俞立军;李汉荣;牛红光;;海洋战场环境融合显示技术的研究[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
7 马润赓;李喆;刘少峰;;卫星遥感与海洋战场环境空间框架的建设[A];中国测绘学会九届三次理事会暨2007年“信息化测绘论坛”学术年会论文集[C];2007年
8 宋海斌;拜阳;董崇志;宋洋;;南海东北部内波特征——经验模态分解方法应用初探[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(中)[C];2011年
9 孙敏;;海洋环境文化建设初探[A];中国海洋学会2007年学术年会论文集(下册)[C];2007年
10 郑沛楠;闻斌;张勇;王彦磊;;海冰灾害风险分析[A];“中国视角的风险分析和危机反应”——中国灾害防御协会风险分析专业委员会第四届年会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谷海峰;密度锁内水力特性的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 唐艳红;基于航海雷达的海浪遥测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 余枫;海上搜救模拟器中近海溢油的实时仿真与可视化研究[D];大连海事大学;2010年
4 陈春涛;多传感器卫星数据黑潮变异研究[D];中国海洋大学;2010年
5 李晓明;ENVISAT卫星ASAR波模式数据海浪反演算法研究[D];中国海洋大学;2010年
6 胡利民;大河控制性影响下的陆架海沉积有机质的“源—汇”作用[D];中国海洋大学;2010年
7 徐洪梅;水下非均匀光场的目标探测研究[D];中国海洋大学;2009年
8 王云飞;东海赤潮监测卫星遥感方法研究[D];中国海洋大学;2009年
9 张鑫;深海环境及深海沉积物拉曼光谱原位定量探测技术研究[D];中国海洋大学;2009年
10 宋军;水交换模型的理论方法及应用研究[D];中国海洋大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 霍军;海域承载力影响因素与评估指标体系研究[D];中国海洋大学;2010年
2 张乐;合成孔径雷达图像用于海岸线检测[D];中国海洋大学;2010年
3 李佩佩;黄河口及黄、渤海溶存甲烷和氧化亚氮的分布与释放通量[D];中国海洋大学;2010年
4 王娟;波浪浮标传感器综合测试系统[D];中国海洋大学;2010年
5 杨光;基于分数阶傅立叶变换的水声信道多参数估计算法研究[D];中国海洋大学;2010年
6 杨斌;中国东海、黄海和南海北部海水中挥发性卤代烃的分布与通量研究[D];中国海洋大学;2010年
7 宋诗艳;深海内波弱非线性模型的建立及其在南海应用的研究[D];中国海洋大学;2010年
8 李立立;基于海洋台站和浮标的近海海洋观测系统现状与发展研究[D];中国海洋大学;2010年
9 徐珊珊;2008年黄海浒苔事件期间的物理要素特征[D];中国海洋大学;2010年
10 武双全;东中国海波高分布特征研究[D];中国海洋大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;Groupiness of Sea Waves and Their Characteristic Parameters[J];China Ocean Engineering;1996年01期
2 ;Statistical Distributions of Wavelengths[J];China Ocean Engineering;1997年03期
3 ;A Whitecap Coverage Model Based on the Surface Slope For Criterion of Wave Breaking[J];China Ocean Engineering;1998年01期
4 徐福敏;Will Perrie;张君伦;宋志尧;Bechara Toulany;;Simulation of Typhoon-Driven Waves in the Yangtze Estuary with Multiple-Nested Wave Models[J];China Ocean Engineering;2005年04期
5 高振中,K.A.Eriksson;美国阿巴拉契亚山脉芬卡苏地区奥陶纪海底水道中的内潮汐沉积[J];沉积学报;1993年01期
6 何幼斌,高振中,李建明,李维锋,罗顺社,王泽中;浙江桐庐晚奥陶世内潮汐沉积[J];沉积学报;1998年01期
7 张兴阳,高振中,姚雪根;北大西洋洛克尔海槽东北部内波沉积——深水大型沉积物波成因的再解释[J];沉积学报;1999年03期
8 高振中,何幼斌,张兴阳,翟永红,胡云扬,杨海军,李新生,李勇;塔中地区中晚奥陶世内波、内潮汐沉积[J];沉积学报;2000年03期
9 晋慧娟,李育慈,方国庆;西秦岭古代地层记录中内波、内潮汐沉积及其成因解释[J];沉积学报;2002年01期
10 王青春,鲍志东,贺萍;内波沉积中指向沉积构造的形成机理[J];沉积学报;2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 戴德君;若干地形下内波传播及内潮生成问题的理论解[D];中国海洋大学;2003年
2 刘进忠;浅海内波引起声场起伏的规律研究[D];中国海洋大学;2004年
3 申辉;海洋内波的遥感与数值模拟研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2005年
4 王刚;南海西北部陆架潮频内波生成过程的数值模拟[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2006年
5 李丙瑞;海洋中的内波及其演变、破碎和所致混合[D];中国海洋大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 黄益旺;基于射线理论的匹配场声源定位研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
2 刘全生;内波致声传播起伏与内孤立波特征探测[D];内蒙古大学;2004年
3 徐艳清;东中国海海浪数值模拟及波候统计分析[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2005年
4 周磊;风对海洋低频运动的能量输运与能量的垂向传播[D];中国海洋大学;2005年
5 张效谦;南海北部陆架陆坡区内波与混合研究[D];中国海洋大学;2005年
6 陈庆丰;海浪模式WAVEWATCH Ⅲ的比较检验与应用[D];中国海洋大学;2005年
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1 杨立,张喜验,张涛,程广欣;海洋内波测量技术研究[J];气象水文海洋仪器;2004年02期
2 李家春;水面下的波浪——海洋内波[J];力学与实践;2005年02期
3 沈国光,叶春生;海洋内波对辐射噪声传播的影响[J];天津大学学报;2003年05期
4 方欣华,王景明;海水压缩性对海洋内波的影响[J];中国海洋大学学报(自然科学版);1984年03期
5 沈国光,叶春生;海洋内波对水声场的扰动[J];海洋工程;2002年02期
6 王文轩;;揭开南海海平面下神秘巨浪的面纱[J];科学之友(上旬);2010年04期
7 李海艳,杜涛;海洋内波SAR影像成像理论[J];海洋科学;2005年10期
8 李娟;顾行发;余涛;孙源;郭丁;徐京萍;董文;;基于Korteweg-de Vries方程解析解的海洋内波模拟研究[J];海洋通报;2011年01期
9 范开国;黄韦艮;贺明霞;傅斌;;多波段海洋内波SAR图像特征分析[J];海洋通报;2008年06期
10 孙磊;吴宝勤;;基于谐波理论的海洋内波特征分析[J];科技创新导报;2009年03期
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1 程友良;;海洋内波研究现状及展望[A];中国可再生能源学会海洋能专业委员会成立大会暨第一届学术讨论会论文集[C];2008年
2 董崇志;宋海斌;;反射地震方法在南海东北部海洋内波中的研究[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
3 黄韦艮;甘锡林;李晓峰;赵中祥;杨劲松;楼秀林;史爱琴;;SAR图像上大气内波与海洋内波的区分研究[A];第二届微波遥感技术研讨会摘要全集[C];2006年
4 张庆华;曲媛媛;;海洋内波与海底地形相互作用的简化模型Ⅰ——坐标变换的构建[A];第十八届全国水动力学研讨会文集[C];2004年
5 甘锡林;黄韦艮;杨劲松;王立贵;;基于M4S模型的合成孔径雷达海洋内波参数反演新方法[A];中国海洋湖沼学会第九次全国会员代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年
6 李丙瑞;田纪伟;范海梅;孙波;张占海;;海洋内波的演变、破碎和混合:三维数值实验[A];中国地球物理学会第二十三届年会论文集[C];2007年
7 李海艳;杜涛;何宜军;;风对内波SAR影像的影响[A];中国海洋学会2005年学术年会论文汇编[C];2005年
8 江鹏飞;衣雪娟;林建恒;孙军平;;浅海内波主要特征及其对声速分布的影响[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
9 李家春;程友良;范平;;海洋内波与海洋工程[A];祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集[C];2004年
10 何幼斌;罗顺社;高振中;;内波、内潮汐沉积研究现状[A];中国矿物岩石地球化学学会第十届学术年会论文集[C];2005年
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1 于佳;实验室条件下内波生成和演化的可视化测量[D];中国海洋大学;2008年
2 张自力;海洋电磁场的理论及应用研究[D];中国地质大学(北京);2009年
3 司广成;南海北部内潮与内孤立波特征的研究与模拟[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2010年
4 司宗尚;中国海内潮波和内孤立波破碎与混合的若干问题的机理研究[D];中国海洋大学;2012年
5 黄晓冬;南海内孤立波的空间分布与时间变化特征研究[D];中国海洋大学;2013年
6 马树青;浅海孤立子内波对声传播的影响[D];哈尔滨工程大学;2011年
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2 辜俊波;海洋内波与海浪的数值模拟[D];上海交通大学;2012年
3 李国迎;分层流中三维内孤立波与潜体相互作用的数值模拟研究[D];华南理工大学;2012年
4 刘鲁燕;HAMSOM模式在东海内潮研究中的应用[D];中国海洋大学;2010年
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