MIKE21 SW
- 格式：pdf
- 大小：777.64 KB
- 文档页数：18
水流和水位条件来自于 先前的或实时的 水流模拟结果
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
SW 可计算辐射应力张量 为水流模型中计算波生流提供输 入条件
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
注意 : 校核收敛区域!
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
该使用何种模拟公式？ 完全型谱公式 (FS) 一般用于模拟波浪生长、衰减、风生 浪以及近海和海岸区的涌浪。
然而，在下列情况下用计算时间要求较低的参数化解耦公 式 (DS)就已足够:
风浪的生长 – 基于经验公式 – 有限风区情况下波浪的生长
也可随空间变化
波能
波能随方向的变化
源函数: 能量的输入和输出
波能随地理空间的 变化
波能随频率的变化
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
物理机理
– 2 个不同的公式: • 完全型谱 (FS); • 参数化解耦 (DS). – 参数化解耦(DS) :
A x cg A c A c A S t
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
MIKE-21 SW波谱 理论及注意事项
SW培训课程 青岛, 2007.7.24－25
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & onsiderations
MIKE 21 SW 用于计算开放海区的波浪情况的后报与预报.
– 小区域的波浪传播（空间范围小于10-15km） – 完全成长的波浪为主要组成部分 – 混和浪或涌浪为次要考虑因素
注意，在DS公式中非定常解法不能考虑风的作用。
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
该使用何种时间公式？
在很多情况下用准定常公式已经足够，且比非定常公式需 要的时间少.
不能计算的有:
– 需要考虑波浪相位的情况如：
• 反射 • 绕射 • 拍岸波 /边缘波
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
物理机理
波浪的传播基于波能守恒原理： – 波作用守恒方程
A x cg A c A c A S t
波浪场离散为 一系列‘定常’状态 进行计算
以 ‘准定常’的方式计算波浪随时间的变化
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
关于‘定常’的假定
1. 假定物理过程瞬时穿过模型的网格； 2. 假定波浪随风瞬时改变.
通常应用于海岸地区研究； 对于开敞海域:用非定常的解法.
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
定常的解法 = 不包括独立的时间变量：
A x cg A c A c A S t
‘定常 假定’
在整个区域内波能的传递是瞬时的
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
使用的是与 MIKE-21 FM相同的非结构网格
优点 : - 将波浪与水流耦合; - 无需旋转网格; - 先进的解法.
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
选择 DS 或 PS 计算
选择 ‘定常’或 ‘非定常’ 的计算方法: 各自的含义?
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
非定常的解法: – 包括独立的时间变量; – 波能实时传递; – 稳定标准：C.F.L. ——主要参量。
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
SW 可以计算:
风生波; 波－波非线性作用; 白浪损耗; 底摩阻损耗; 水深引起的波浪破碎损耗; 水深变化引起的折射和浅水变形; 波－流作用; 水位变化的影响。
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
合适的例子有：
– 当各种力（如风/水流/边界条件）随空间和时间缓慢变化时（小 区域） ； – 有限风区的风生波； – 单个波浪可作为独立变量（波浪统计）。
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
波－流作用:
– 在非定常和准定常的模式中都可以考虑； – 在水位和水流条件变化的情况下也便于进行波浪计算：
– 关于频率: 1. 通过波作用谱的零阶和一阶矩将频率参数化; 2. 以波谱方向函数的形式结合到波作用守恒方程中。
MIKE-21 Spectral Waves: Theory & Considerations
物理机理（续）
– 完全型谱公式 （FS） • 频率空间不用参数描述; • 完全用波作用守恒方程进行计算. • 主要缺点: 计算时间: 为DS计算时间的5倍.
