成山头海域波浪能和潮流能时空分布特征

【摘要】：海洋能作为新兴的可再生能源，具有蕴藏量巨大和清洁无污染的特点，越来越受到人们的重视。我国拥有漫长的海岸线，广袤的海洋中蕴藏着丰富的海洋能资源。开发利用海洋能资源对于缓解我国一直面临的能源短缺和降低化石燃料发电对环境的污染有着重要的意义。 成山头位于山东半岛最东端，三面环海，水深变化剧烈，岸线复杂，其特殊的地理位置导致该海域流速和波浪较大,潮流能和波浪能蕴藏量较为丰富。本文介绍了成山头海域的风况、潮位、潮流和波浪特征。分析了2010年冬季和2011年夏季成山头海域多个站位的实测潮流资料及2011年7月5日至2012年5月1日的实测波浪资料,并利用实测潮流和波浪资料对研究海域的潮流能和波浪能进行了估算。 采用ECOM潮流数值模型对成山头海域2011年潮流场进行了数值模拟，采用第三代海浪数值模式SWAN波浪模型对成山头海域2000-2010年波浪场进行了数值模拟。将数值模拟结果与实测结果进行对比验证，潮流与波浪模拟结果均符合良好。利用数值模拟结果估算了研究海域的潮流能和波浪能，并分析了它们的时、空分布特征。结果显示该海域潮流能冬季最大，夏季次之，春秋季节较小，最大能流密度值在4kW/m2以上，年平均能流密度在最大的区域能达到的1kW/m2以上。波浪能季节变化明显，冬季最大，春秋季节次之，夏季最小。成山头东部及东北部海域年平均能流密度在2kW/m以上。 【关键词】：成山头海域 潮流能 波浪能 ECOM模式 SWAN模式
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P731.2;P743
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1.引言8-15
• 1.1 潮流能和波浪能的发展8-11
• 1.1.1 国外研究进展8-10
• 1.1.2 我国潮流能和波浪能研究进展10-11
• 1.2 潮流能及波浪能的计算方法11-14
• 1.2.1 潮流能计算方法11-13
• 1.2.2 波浪能计算方法13-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 2 成山头海域自然条件15-19
• 2.1 风况15-16
• 2.2 潮汐16-17
• 2.3 潮流17-18
• 2.4 波浪18-19
• 3 海浪和潮流模式19-38
• 3.1 潮流模式19-27
• 3.1.1 模式介绍19-20
• 3.1.2 ECOM 数学模型的建立20-21
• 3.1.3 模式结果与实测值对比验证21-27
• 3.2 海浪模式27-38
• 3.2.1 模式介绍27-29
• 3.2.2 风场29-32
• 3.2.3 数学模型的建立32-33
• 3.2.4 模拟结果验证33-38
• 4 实测数据分析38-50
• 4.1 潮流特征及潮流能38-46
• 4.1.1 潮流特征38-43
• 4.1.2 潮流能流密度估算43-46
• 4.2 波浪能46-50
• 5 模拟结果分析50-76
• 5.1 潮流能50-64
• 5.1.1 最大能流密度时空分布特征50-57
• 5.1.2 平均能流密度时空分布特征57-63
• 5.1.3 实测结果与模拟结果对比63-64
• 5.2 波浪能64-76
• 5.2.1 有效波高和平均周期的时空分布64-68
• 5.2.2 波浪能流密度68-76
• 6 结论与展望76-78
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-80
• 致谢80-81

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