浙江省海域的波浪數(shù)值模擬與波浪能資源分析.pdf

1、目前關(guān)于波浪能的研究主要集中在發(fā)電裝置上，隨著波浪能進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化階段，急需加強(qiáng)波浪能資源分析方面的研究。本文利用波浪數(shù)值模式計(jì)算浙江省海域的波浪場(chǎng)，并對(duì)海域內(nèi)的波浪能資源進(jìn)行分析。首先，對(duì)SWAN模式進(jìn)行改進(jìn)，提高模式在浙江沿海海域的計(jì)算精度;然后，研究有限水深波對(duì)能流密度計(jì)算的影響，并對(duì)浙江沿海海域波浪能進(jìn)行精細(xì)化的分析;最后，基于振蕩水柱式波能裝置研究浙江沿海海波浪能資源的分布特征。本文的主要工作和成果如下:
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2、1)為檢驗(yàn)QSCAT/NCEP風(fēng)場(chǎng)的精度，將其與ECMWF風(fēng)矢量數(shù)據(jù)對(duì)比。結(jié)果顯示兩種數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差在1.35 m/s以下，相關(guān)系數(shù)在0.85以上，誤差在合理范圍內(nèi)，QSCAT/NCEP風(fēng)場(chǎng)可以作為SWAN模式的驅(qū)動(dòng)風(fēng)場(chǎng)。
　　(2)利用JASON-1衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證SWAN模式在南黃海海域計(jì)算的有效波高，發(fā)現(xiàn)模式計(jì)算結(jié)果與衛(wèi)星數(shù)據(jù)的最大標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.31m，最低相關(guān)系數(shù)僅為0.69。通過數(shù)值試驗(yàn)對(duì)SWAN模式的白浪耗參數(shù)進(jìn)行修正

3、，將模式計(jì)算的有效波高與衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差減小一半以上，相關(guān)系數(shù)提高到0.85以上。
　　(3)改進(jìn)SWAN模式的白浪耗散項(xiàng)和底摩擦項(xiàng)，用JASON-1衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)和嵊山海洋站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)改進(jìn)后模式的計(jì)算精度。發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后模式計(jì)算的有效波高與JASON-1數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差減小57.5％以上，相關(guān)系數(shù)提高22.2％以上，與嵊山站數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差減小62.5％，相關(guān)系數(shù)提高15.3％;改進(jìn)后模式計(jì)算的平均周期與嵊山站數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差減小53

4、.3％，相關(guān)系數(shù)提高24.5％。
　　(4)研究了有限水深波對(duì)能流密度計(jì)算的影響，發(fā)現(xiàn)有限水深波僅對(duì)海岸線附近和杭州灣內(nèi)的能流密度計(jì)算有影響。利用深水波能流密度公式計(jì)算浙江沿海海域的平均能流密度，并對(duì)分析其月變化特征、能級(jí)頻率和穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)舟山群島附近海域和西南離岸海域的波浪能儲(chǔ)量較高，穩(wěn)定性較好，適合進(jìn)行波浪能開發(fā)。
　　(5)結(jié)合振蕩水柱式波能裝置研究了浙江沿海海域的波浪能資源分布，發(fā)現(xiàn)基于裝置的輸出功率分布特征與海域內(nèi)