SWAN的功能与应用.ppt

SWAN的功能与应用 闫志铎 简介 1 SWAN是SimulatingWAvesNearshore的缩写 属于第三代浅海海浪数值模拟软件 由荷兰Delft大学土木工程系开发并维护 2 SWAN模式基于Euler近似的作用量谱平衡方程 采用线性随机表面重力波理论 包含流的作用 3 主要功能是通过地形 风场和流场等文件的输入来获取沿海 胡泊或河口的波浪参数 SWAN模式可以模拟的过程 波浪的传播过程 1 由流和非平稳的水深变化引起的折射 2 由水底和流的变化引起的浅化 3 逆流传播时的阻碍和反射 4 波浪在几何空间的传播 5 次网格障碍物对波浪的阻碍和波浪通过次网格障碍物的传播 6 波生增水 波浪的产生和耗散 1 风输入 2 白冠破碎 3 水深变浅引起的破碎 4 水底摩擦 5 三波相互作用 6 四波相互作用 SWAN模式可以模拟的过程 SWAN控制方程 时间上的局地变化 空间中的传播 能量源项 流和变化的水深引起的频移 流和变化的水深引起的折射和变浅作用 波浪源项 物理过程 风能输入项 三波相互作用 四波相互作用 白冠破碎 底摩擦引起的耗散 水深变浅引起的波浪破碎 SWAN的运行 1 INPUT文件 3 swan exe应用程序 INPUT文件的编写 name 此次计算过程的名字 最长16个字符 nr 同一 name 下计算的编号 最长4个字符 title 为了方便 在输出时出现的字符串 可省略 最长72个字符例 PROJECT HUANGHAI 0001 INPUT文件的编写 Level 叠加到水深上的水位 缺省为0 Nor 北向的角度 缺省为90 Depmin 最小水深 缺省0 05mMaxmes 计算过程中最多报错信息个数 缺省200Maxerr 计算开始前诊断最多出错个数 缺省1Grav 重力加速度9 81Rho 海水密度1025kg m3Inrhog 输出波能的单位是m2 设置0 缺省 或者J m2 设置1 Hsrerr 设置边界条件后 计算得到的模拟值与强加值相差hsrerr 报警 缺省0 1 INPUT文件的编写 缺省符号Nautical 航海坐标Cartesian 数学坐标Pwtail 最大高频频率Froudmax 最大弗劳德数 U为流速 d为水深 缺省0 8Printf PRINT文件用 缺省4 6为屏幕输出Prtest testout文件用 缺省4 6为屏幕输出 用于诊断错误 例 SETLEVEL4 01 INPUT文件的编写 CCM centralconformalMercator中心墨卡托投影QC 笛卡尔投影法REPeating 波浪能在一个区域从一边出去 又从另一边进来 好像在我自我重复 例 MODENONSTATIONARYTWODimensionalCOORDINATESSPHErical INPUT文件的编写 Xpc x轴初始格点 航海坐标为初始经度 笛卡尔缺省为0 0ypc y轴初始格点 航海坐标为初始纬度 笛卡尔缺省为0 0Alpc x正轴方向 笛卡尔缺省为0Xlenc x方向计算长度Ylenc Y方向计算长度Mxc x方向计算网格数Myc y方向计算网格数 INPUT文件的编写 CIRCLE 整个波谱方向 0 360 SECtor 有限波谱方向Mdc 将0 360 分为mdc等份Flow 最小截断频率Fhigh 最大截断频率Msc 与频率相关的系数 例 CGRID119 032 00 07 08 08496CIRCLE240 05431 INPUT文件的编写 fac 单位换算系数 fname1 输入文件名 Idla 地形排列方式 缺省1 nhedf 文件开始的标题行数 nhedt 每个时间步长开始的标题行数 缺省0 nhedc 每个分量开始的标题行数 缺省0 Free 自由格式 Format 固定格式 Unformatted 二进制格式 INPUT文件的编写 例 INPGRIDBOTTOM119 032 00 084960 0833330 083333READINPBOTTOM1 huanghai bot 30FREEINPGRIDWIND117 41666731 750 01101100 0833330 083333 NONSTATIONARY19850101 0000001HR19850102 120000READINPWIND1 wind dat 3010FREE INPUT文件的编写 例 BOUNSHAPEJONSWAPMEANBOUNSIDESCONSTANTPAR4 518 292702 INPUT文件的编写 INITial 指定初始值 GEN3 第三代模式 WCAPping 白冠破碎 TRIAD 三浪相互作用 FRICTION 底部摩擦 例 INITIALPAR4 518 292702GEN3TRIADFRICTION INPUT文件的编写 FRAME 定义输出网格点 当输出全部计算网格点时 也可用GROUP OUTPut 定义输出文件格式 BLOCK 输出波浪参数到文件 例 FRAME hs1 119 032 00 07 08 08496OUTPUTOPTIONBLOCK885BLOCK hs1 HEADER HS OUT LAY OUT1HSIGNOUTP