论文部分内容阅读
在传统能源日益紧张的今天，海上能源的开发越来越受到人们的重视，而极端天气的影响（台风、巨浪等）会对海洋工程以及人们的生命财产等造成极大的损失，采用数值模拟技术已成为近年来对波浪情况进行预报的一种可行办法。海上风能资源丰富且不占用陆上土地，适宜大规模开发，因此海上风电终将成为未来风电发展的趋势，而科学、准确的估算风能资源是风能资源开发利用的基础和前提。为此，本文选取中国东部海域为研究区域，将中尺度大气模式WRF和近岸海浪模式SWAN进行耦合，对两个典型台风的波浪场进行了数值模拟研究，并利用高分辨率的CCMP风场数据对该区域的风能资源进行了计算，以期为大规模风能资源普查、规划提供依据。论文主要内容及研究成果如下: (1)介绍了本文所使用的数值模式和资料，包括中尺度数值天气预报模式WRF、近岸海浪模式SWAN，QuikSCAT/NCEP混合风场数据、CCMP海面风场数据、Jason-1卫星雷达高度计数据。 (2)选取了东中国海的两个典型台风算例，将WRF计算结果与近海测风塔实测结果进行比较，WRF的模拟结果与实测数据基本一致，相关性较好，同时基于典型算例对WRF计算风场和QuikSCAT/NCEP混合数据风场进行讨论分析，结果表明WRF计算结果明显优于QuikSCAT/NCEP混合风场数据。 (3)利用WRF-SWAN耦合系统对典型台风算例进行了波浪场的数值模拟，通过对模式输入风场的检验，说明风场的精度将直接影响数值模拟的结果，并将SWAN计算结果与Jason-1卫星高度计数据进行比较分析，结果表明模式能较好地模拟台风期间有效波高的分布和波浪场的演变情况。 (4)利用NASA新推出的CCMP海面风场资料，分析了近11年间东中国海区域特别是近岸水深在0～50m范围的风能资源状况，讨论了多年平均和季节性平均的风能资源分布特征，结果表明江苏近海和福建沿海以及台湾海峡拥有较丰富的风能资源，并根据风功率密度等级表对中国近海的风能资源进行统计分析和等级区划，证明中国近海区域风能资源具有巨大的开发潜力。