Mô hình sóng thế hệ thứ ba cho các vùng ven biển: 1. Mô tả và xác thực mô hình
Tóm tắt
Một mô hình sóng số thế hệ thứ ba để tính toán các sóng ngẫu nhiên, sóng ngắn đỉnh trong các khu vực ven biển có nước nông và dòng chảy môi trường (Mô phỏng sóng gần bờ (SWAN)) đã được phát triển, triển khai và xác thực. Mô hình dựa trên một công thức Euler cho cân bằng phổ rời rạc của mật độ hành động, có tính đến sự lan truyền khúc xạ qua địa hình đáy vô hình và các trường dòng chảy. Nó được cung cấp bởi các điều kiện biên và gió địa phương. Như trong các mô hình sóng thế hệ thứ ba khác, các quá trình phát sinh sóng do gió, tạo bọt trắng, tương tác sóng bốn và tiêu tan dưới đáy được thể hiện một cách rõ ràng. Trong SWAN, các tương tác sóng ba và hiện tượng vỡ sóng do độ sâu được thêm vào. Trái ngược với các mô hình sóng thế hệ thứ ba khác, sơ đồ lan truyền số là ngụ ý, điều này có nghĩa là các phép tính hiệu quả hơn trong nước nông. Kết quả của mô hình phù hợp tốt với các giải pháp phân tích, quan sát trong phòng thí nghiệm và (tổng quát) các quan sát thực địa.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Abbott M. B., 1989, Computational Fluid Dynamics
Arcilla A. S., 1990, Surf‐Zone Hydrodynamics
Arcilla A. S. J. A.Roelvink B. A.O'Connor A. J. H. M.Reniers J. A.Jimenez The Delta flume '93 experimentCoastal Dynamics Conference '94Am. Soc. of Civ. Eng.Barcelona Spain 1994.
Battjes J. A. S.Beji Breaking waves propagating over a shoal Proceedings of 23rd International Conference on Coastal Engineering 42–50Am. Soc. of Civ. Eng. New York 1992.
Battjes J. A. J. P. F. M.Janssen Energy loss and set‐up due to breaking of random waves Proceedings of 16th International Conference on Coastal Engineering 569–587Am. Soc. of Civ. Eng. New York 1978.
Shallow water wave modelling Proceedings of Waves‐Physical and Numerical ModellingJ. A.Battjes M.Isaacson M.Quick 1–24Univ. of B. C. Vancouver 1994.
Benoit M. F.Marcos F.Becq Development of a third‐generation shallow‐water wave model with unstructured spatial meshing Proceedings of 25th International Conference on Coastal Engineering 465–478Am. Soc. of Civ. Eng. New York 1996.
Berkhoff J. C. W. Computation of combined refraction‐diffraction Proceedings of 13th International Conference on Coastal Engineering 471–490Am. Soc. of Civ. Eng. New York 1972.
Bertotti L. L.Cavaleri Accuracy of wind and wave evaluation in coastal regions Proceedings of 24th International Conference on Coastal Engineering 57–67Am. Soc. of Civ. Eng. New York 1994.
Booij N. L. H.Holthuijsen P. H. M.deLange The penetration of short‐crested waves through a gap Proceedings of 23rd International Conference on Coastal Engineering 1044–1052Am. Soc. of Civ. Eng. New York 1992.
Coastal Engineering Research Center (CERC) Shore Protection Manual Tech. Rep. 4 vol.I U.S. Army Corps of Eng. Fort Belvoir Va. 1973.
Dingemans M. W. Water Wave Propagation Over Uneven Bottoms part 1 Linear Wave Propagation Adv. Ser. Ocean Eng. 13 471 World Sci. River Edge N. J. 1997.
Eldeberky Y. Nonlinear transformation of wave spectra in the near‐shore zone Ph.D. thesis Dep. of Eng. Delft Univ. of Technol. Delft Netherlands 1996.
Eldeberky Y. J. A.Battjes Parameterization of triad interactions in wave energy modelsCoastal Dynamics Conference '95Am. Soc. of Civ. Eng.Gdansk Poland 1995.
Gelci R. H.Cazalé J.Vassal Utilization des diagrammes de propagation à la prévision énergéltique de la houle ( in French Info. Bull. 8(4) 160–197 Com. Cent. d'Océanogr. et d'Études des Côtes Paris 1956.
Golub G. H., 1986, Matrix Computations
Günther H. S.Hasselmann P. A. E. M.Janssen The WAM model cycle 4 (revised version)Tech. Rep. 4Deutsch. Klimatol. Rechenzentrum Hamburg Germany 1992.
Hasselmann K., 1968, Spectral dissipation of finite‐depth gravity waves due to turbulent bottom friction, J. Mar. Res., 26, 1
Hasselmann S. K.Hasselmann A symmetrical method of computing the non‐linear transfer in a gravity‐wave spectrum Geophys. Einzelschr. Ser. A 52(8) Geophys. Inst. Univ. of Hamburg Hamburg Germany 1981.
Hasselmann K., 1973, Measurements of wind‐wave growth and swell decay during the Joint North Sea Wave Project (JONSWAP, Dtsch. Hydrogr. Z. Suppl., 12, 1
Hedges T. S., 1987, Combination of waves and currents: An introduction, Proc. Inst. Civ. Eng., Part 1, 82, 567
Holthuijsen L. H. Methods of wave prediction I and II ( in Dutchreport Tech. Adv. Comm. Against Inundation Den Haag Netherlands 1980.
Holthuijsen L. H., 1988, Computer Modelling in Ocean Engineering, 231
Janssen P. A. E. M. Consequences of the effect of surface gravity waves on the mean air flowBreaking WavesInt. Union of Theor. and Appl. Mech.Sydney Australia 1991b.
Jonsson I. G. Wave boundary layers and friction factors Proceedings of 10th International Conference on Coastal Engineering 127–148Am. Soc. of Civ. Eng. New York 1966.
Jonsson I. G., 1993, The Sea, 65
Kaminsky G. M. N. C.Kraus Evaluation of depth‐limited wave breaking criteria2nd International Symposium on Ocean Wave Measurement and AnalysisWaterw. Port Coastal and Ocean Div. Am. Soc. of Civ. Eng.New Orleans La. 1993.
Madsen O. S. Y.‐K.Poon H. C.Graber Spectral wave attenuation by bottom friction: Theory Proceedings of 21th International Conference on Coastal Engineering 492–504Am. Soc. of Civ. Eng. New York 1988.
Mase H. J. T.Kirby Hybrid frequency‐domain KdV equation for random wave transformation Proceedings of 23rd International Conference on Coastal Engineering 474–487Am. Soc. of Civ. Eng. New York 1992.
Nelson R. C. Design wave heights on very mild slopes: An experimental study Civil. Eng. Trans. 29 157–161 Inst. of Eng. Aust. Barton 1987.
Phillips O. M., 1977, The Dynamics of the Upper Ocean
Roache P. J., 1972, Computational Fluid Dynamics
Taylor P. A., 1984, Simple guidelines for estimating wind speed variations due to small‐scale topographic features, Climatol. Bull., 18, 3
Van Vledder G. P. J. G.deRonde M. J. F.Stive Performance of a spectral wind‐wave model in shallow water Proceedings of 24th International Conference on Coastal Engineering 761–774Am. Soc. of Civ. Eng. New York 1994.
Vincent C. L., 1994, Proceedings of International Symposium: Waves—Physical and Numerical Modelling, 753
Weber S. L. Surface gravity waves and turbulent bottom friction Ph.D. thesis Univ. of Utrecht Utrecht Netherlands 1989.
Whitham G. B., 1974, Linear and Nonlinear Waves
Yamaguchi M. A numerical model for refraction computation of irregular waves due to time‐varying currents and water depth Proceedings of 22nd International Conference on Coastal Engineering 205–217Am. Soc. of Civ. Eng. 1990.
Yan L. An improved wind input source term for third generation ocean wave modellingSci. Rep. WR 87‐8R. Neth. Meteorol. Inst. De Bilt 1987.
Young I. R. M. L.Banner Numerical experiments on the evolution of fetch limited wavesInt. Union of Theor. and Appl. Mech. (IUTAM)Sydney Australia 1992.