东中国海浪-流相互作用初步数值模拟

IOCAS-IR > 海洋环流与波动重点实验室

	东中国海浪-流相互作用初步数值模拟
其他题名	Numerical modeling of wave-current interaction in East China Sea
	贾岩
学位类型	博士
	2009-05-25
学位授予单位	中国科学院海洋研究所
学位授予地点	海洋研究所
关键词	浪流相互作用浪流耦合模式 Pom Swan
摘要	近十年，国内外学者从不同的角度对浪流相互作用进行了研究，但由于问题本身的复杂性，仍然存在很大的探讨空间。特别是在我国，这一领域的研究并不多见，且现有的研究成果多是单向耦合。本文从风应力、底摩擦应力、波致辐射应力三方面入手尝试研究浪流相互作用。利用海浪模式SWAN和海流模式POM构建的浪-流耦合模式，对1994年8月上中旬渤海、黄海、东海区域两次台风过程下的部分海洋要素进行了对比模拟实验。经过初步的研究，得到了一些有价值的认识。结果表明：（1）在台风中心外围的大风区，Donelan公式的计算结果要高于POM原有的计算结果，最大增幅可达30%，拖曳系数高值区的范围也明显增大。（2）Signell方案给出的底摩擦系数计算结果随时间有明显变化的区域集中在水深50米以浅的海域。（3）三项应力共同给浪流耦合模式带来的水位变化与三项应力中的任意两项组合带来的水位变化有相似的空间分布型。福州沿岸最大增幅0.25m以上，温州沿岸最大增幅0.3m，长江入海口处最大增幅0.25m左右，仁川沿岸最大增幅则达到0.4m。（4）耦合后的结果与岸边站点实测水位的对比结果显示，基隆、坎门站的水位在台风经过前后时段更接近于观测值，特别是极值水位处。（5）流的存在显著的影响有效波高的计算结果。在黄渤海区域，潮流对有效波高的增减在极值处可达0.2m。在台湾岛东北海域黑潮流系附近，流对有效波高的增加最大可达1.8m。上述结果对近岸风暴潮和海浪的预报具有指示意义。
其他摘要	A coupled wave-current model system is build up base on the Princeton Ocean Model (POM) and Simulating Waves Nearshore（SWAN）, by modifying the calculation of surface wind stress, bottom stress and wave-induced radiation stress in POM, and exchanging data between POM and SWAN. In this study, several numerical experiments in Bohai Yello and East China Sea during August 1994 are performed for 199414 & 199415 typhoon cases. The results indicated that, (1) In the high wind speed area, the Donelan formula gives a higher result than the POM original one, the maximum increment is up to 30%. The area of high Cd is much larger. (2) The bottom stress coefficients calculated by Signell formula vary with time largely in the area shallower than 50m. (3) The difference of water elevation caused by considering all of the three stresses has a similar space pattern with the difference of water elevation which just considering any two of the three stresses. (4) Comparison between observation and numerical results indicate that the water elevation of Keelung and Kanmen are closer to the observation when the three stresses are full coupled. (5) The current plays an important role on the calculation of significant wave height. In yellow and bohai seas the tidal current add a 0.2m height to the peak values, in the northeast area of Taiwan, the Kuroshio Current could give a maximum 1.8m addition height to the peak value. These results can guide the prediction of wave and storm surge.
页数	61
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/507
专题	海洋环流与波动重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	贾岩. 东中国海浪-流相互作用初步数值模拟[D]. 海洋研究所. 中国科学院海洋研究所,2009.

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