SWAN模型中不同风拖曳力系数对风浪模拟的影响

摘要

本文以荷兰哈灵水道海域为实验区域,通过敏感性实验,研究了在14m/s、31.5m/s和50m/s(分别代表一般大风、强热带风暴和强台风的极端条件)定常风速下SWAN模型中不同风拖曳力系数对风浪模拟的影响程度。结果表明,对于近岸浅水区域(水深小于20m),风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高影响较小,而且当风速增加到一定程度后,波浪破碎成为影响波高值的主要因素;对于深水区域(水深大于30m),一般大风条件下风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高影响仍然较小,随着风速的继续增大,风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高的影响逐渐显著。对于平均周期,风拖曳力系数计算方案的选择和风速的改变对其影响均较小,而由水深变浅导致的波浪破碎对其影响较为显著。根据敏感性实验结果,本文对SWAN模型中风拖曳力系数计算方案的选择做出如下建议:计算近岸浅水区域风浪场或深水区域一般大风条件风浪场时,其风拖曳力系数可以直接采用模型默认选项;而对于深水区域更大风速条件,可首先采用模型默认选项试算,然后结合当地海域实测波浪资料进行修正。