广西沿海8007号台风暴潮数值模拟及台风暴潮某些特性的分析

以广西沿海台风暴潮数值模型为基础，模拟了８００７号台风期间，广西沿海台风暴潮的生消过程，并对其某些特性进行了数值分析．     

福建海岸台风暴潮数值预报方法的初步研究

台风暴潮数值预报的困难在于:一、临时上机费时颇长,导致预报时效缩短。二、面临台风袭击而不备有计算机的沿海台站不能采用数值预报方法。如果用数值计算方法,将各种可能强度、路径的台风所引起的增水事先算出,编成诺模图,上述困难即可克服。本文称这种图为“数值预报诺模图”。一般地说,由于计算和编图的工作量大,     

福建沿岸台风暴潮数值实验

福建沿岸风暴潮灾害严重,为研发具有快速预警能力的福建沿岸风暴潮漫堤预警辅助决策系统,建立了福建沿岸台风暴潮数值模型,并对31个历史台风引起的福建沿岸风暴潮进行了后报模拟,结果与实际较为吻合.进而分别就台风前期近中心最大风速、前期中心移动速度和前期中心移动方向对后期增水的影响进行了数值实验.结果表明:在预报的台风参数的可能变化幅度范围内,前期台风参数对后期增水的影响较小.实验获得的最大绝对差值均远小于一般的风暴潮后报误差.     

长江口台风暴潮的计算模式研究

长江口台风暴潮的数值研究包括计算模式的研究、增水计算、潮波传播计算和预报模式研究等四部分.本文阐述用二维全流型风暴潮方程组计算长江口地区风暴潮的模式.将计算域分成口外区增水线性计算和口内区考虑增水与潮汐综合作用非线性计算.文章讨论了两个计算区域的确定,并详述了采用套网格差分格式时,时间、空间步长不同的计算域间的交接方法.     

我国东南海岸台风暴潮逐时预报的动力学模式

本文提出一种能够对我国东南开阔海岸台风暴潮进行逐时预报的动力学模式。它分别考虑气压和风应力各自造成的增水。前者可视为移行低压所产生的长波;对于后者,由于该海区具有水深较浅、纬度较低、台风中心移动速度较慢的特性,可将该海区由风应力所生的暴潮,简化为一种简单的模型——“准定常的、且垂直湍粘力的水平分量与压强梯度力的水平分量处于平衡状态的模型。并且由于这种简化,本文虽用“全流方法”,但能避免一般“全流方法”中关于底摩擦的主观假定,而以海底流速为零的形式给出底边界条件。预报所需的计算相当方便,一般的海洋站都能应用和推广。对8个海洋站1000多个实测增水数据所作的验证及多次试报和预报,其结果表明,计算值与实测值是很一致的。这表明本模型是该海岸实际台风暴潮的良好近似。     

钱塘江河口围垦对台风暴潮影响的数值模拟

应用一、二维耦合的数学模型对钱塘江河口大规模围垦前后台风暴潮水位进行数值模拟,结果表明缩窄后遭遇类似9711台风及特大台风暴潮时,沿程暴潮水位均不同程度地抬升,一般盐官的抬升最大,由盐官往上游或下游递减.     

钱塘江河口围垦对台风暴潮影响的数值模拟

应用一、二维耦合的数学模型对钱塘江河口大规模围垦前后台风暴潮水位进行数值模拟，结果表明缩窄后遭遇类似9711台风及特大台风暴潮时，沿程暴潮水位均不同程度地抬升，一般盐官的抬升最大，由盐官往上游或下游递减。     

近岸港口风暴潮与台风浪相互作用的数值模拟

为了模拟近岸港口风暴潮与台风浪的相互作用,利用ECOMSED和SWAN,采用嵌套方法,使用海图水深数据、Holland台风模型气压场,选择具有代表性的200808号台风为天气背景,规划4组数值试验,通过单向耦合研究该港区及邻近海域的台风浪和风暴潮水位相互影响。使用ECOMSED模式,按是否考虑波浪作用分别计算苏澳港风暴潮水位。对比结果表明,考虑海浪影响的风应力以后,风暴潮水位更加接近实测值,海浪通过风应力对苏澳港风暴潮位有全局性的调制作用,苏澳港内聚集更多的海水,内外的水位高度差加大,海平面更加倾斜。使用SWAN模式,按是否考虑风暴潮位影响分别计算了苏澳港的台风浪,试验结果表明,波高受风暴潮位的影响是局部的,靠近岸边的有效波高有所增大,增大的幅度约1m,而水位较深的地方有效波高变化不明显。     

非线性波浪的数值计算

在有限振幅波中,为解决由于波动自由水面引起的非线性影响,可应用数值计算法。根据势波理论,波动场内的流速势 应满足Laplace方程,水质点运动速度为;其边界条件为:在水底;在自由水面,运动边界条件为V=动力边界为=f(t).当选择以波速C沿波浪传播方向移动的坐标系作为新坐标系时,自由水面边界条件可写为:设方程的解为:式中Uc为波动场内各点的水流流速(非波动流)。 上述的解,显然满足基本方程和底部边界条件。为满足自由水面边界条件,采用最小二乘方原理。对于运动边界,有S1=由此得 An=.对于动力边界,有S2其中 U2(x,Y)=｛2g(Q-Y)/[1 ()]｝,…     

湛江港风暴潮数值预报

采用流速逆变张量隐式求解方法和自适应曲线网格技术，对在广东湛江登陆的0214号(黄蜂)热带气旋引起的风暴潮进行数值预报试验.试验中使用不同的气象资料做了一系列对比.预报试验结果表明：数值模型具有良好的预报功能，风暴潮模式的预报时效和精度在很大程度上取决于气象预报时效和精度.与实测结果较为符合表明了该风暴潮模型用于实时预报的可行性.     

台风暴潮及其预报的探讨

本文从流体力学的方法出发,求解台风暴潮的水位上升和海水水平方向的运动,分别对深海、浅海和海岸的情况进行讨论,并导出增水高度沿海岸分布的表达式。用于验证沙埕、东山、汕头及其附近的台风增水,符合程度是好的。     

非线性薛定谔方程的数值计算研究

光纤传输模型可以用非线性薛定谔方程来描述,本文对求解此方程的数值方法(分步傅立叶法)的过程做了详细分析.结果表明,此方法相对于大多数有限差分法简捷迅速,可广泛用于求解各种光学领域中的波动传播方程问题.     

面板堆石坝三维耦合非线性数值计算

基于发展的堆石料的静动力耦合模型，提出一种可以在加载过程中每一时步进行外荷载和位移的平衡迭代的三维有限元分析方法，一次性完成堆石坝的施工、蓄水、地震等渐近加载过程的数值仿真模拟．应用该方法对公伯峡面板堆石坝进行全过程的数值计算，得到坝体最大沉降为98．7cm，面板峰值动拉应力为5．36MPa；进一步说明计算得到的坝体静动态响应更接近实际情况．     

非线性横荡的数值计算和模型试验

本文用时间步进和边界元法,对在静水中由静止开始作横荡运动的三维柱体的流体动力问题进行了数值模拟,并在日本大学作了相应的模型试验.在计算中,自由面采用拉格朗日网格,物面和自由面的交界点同时满足其边界条件,外边界用不给定方向的单波假定.数值计算结果和模型试验结果吻合较好.     

北部湾台风暴潮研究现状与展望

本文对国内外风暴潮的研究现状、进展进行了回顾;对广西沿海风暴潮的研究情况进行了评述。台风暴潮是广西沿海地区的最大海洋灾害,减少这种灾害损失是我们坚持不懈的目标。台风暴潮在广西有着显著的区域性特点:非周期性水位总是先减后增,增减水在港湾的强化与大气重力波密切相关。深入研究这些特殊性的规律,是减少风暴潮损失的必要手段。     

河口区径流对台风暴潮影响研究

台风暴潮-径流相互作用增大河口台风暴潮位,从而增大台风暴潮灾害.本文基于FVCOM模式建立了河口及附近海域的台风暴潮数值模型,并以9711台风和0608台风为风-气压场来源.依据台风期间的实测径流量过程Q(t),设计了4个径流过程q(t),并与q(t)=0时进行对比,讨论了台风暴潮模拟中考虑上游径流的必要性;研究了浙江省南部沿海椒江、欧江、飞云江和鳌江河口区径流和台风暴潮的相互作用,并分析了径流量变化对海门、温州、瑞安和鳌江观测站台风暴潮位以及各河流口门内最大台风暴潮位包络线的影响.结果显示:径流量越大,观测站的台风暴潮位增量越大且台风暴潮位的最大增量出现在台风登陆后;9711台风期间椒江台风暴潮位受径流的影响较瓯江更显著;0608台风期间飞云江台风暴潮位受径流影响较鳌江更显著.本文研究成果为河口台风暴潮防灾减灾提供有价值的参考.     

冻土非线性断裂破坏过程数值计算分析

冻土具有非线性特征,因此其断裂破坏过程也是非线性的并存在微裂纹损伤区(MDZ),将MDZ简化为虚拟裂纹,并考虑到冻土特性,假定在虚裂纹面上存在着胶结力,提出了冻土断裂破坏的胶结力裂纹模型,并具体讨论了张拉型破坏和压缩破坏的胶结力裂纹模型.其次,依据Paris位移公式,分别推导均布外力作用下,裂纹面上作用有非线性分布胶结力情况的裂纹尖端张开位移一般表达式,进一步导出了三点弯曲梁及压缩破坏的裂尖张开位移表达式,为冻土非线性破坏过程及特征参数的计算提供依据.最后分别对三点弯曲梁模型及有侧限压缩模型进行了数值计算.对三点弯曲梁计算了不同温度下冻土破坏过程曲线,给出了不同土质非线性破坏特征值-临界张开位移值,并与实测值进行比较,二者相符;对压缩模型,给出了裂纹张开位移过程曲线和不同土质张开位移临界值,并与理论预测值进行了比较,二者也基本相符.在计算方法上采用了有限元和解析法相结合的半解析有限元法.