海岸建模应用中相位均衡与相位解析波模型综合综述
大气与海洋物理
2025-12-01 v1 数值分析
数值分析
摘要
预测海浪行为困难在于难以在众多功能各异的模型中作出合适选择。本综述检视了 coastal engineering 和 oceanography 中数值波模型的发展与性能，聚焦于相位均衡谱模型与相位解析模型之间的差异。我们评估了广泛使用的第三代相位均衡谱模型（SWAN、WAVEWATCH III、MIKE 21 SW、TOMAWAC 和 WAM）以及采用 Boussinesq 方程和非厄尔米特格式的高级相位解析模型（FUNWAVE、SWASH、COULWAVE 和 NHWAVE）。综述从早期的参数化模型开始，逐步至当代第三代模型，这些模型求解波动能量守恒方程并受限于谱约束。提供了模型效率、近岸条件下的精度、非线性波-波相互作用、波浪破浪、衍射和波-流相互作用的能力的比较。讨论了在运营预报、极端事件模拟、海岸结构设计和评估气候变化影响中的应用。 addressed 了模型的验证、所用统计指标和模型间比较研究。提供了计算可扩展性、物理参数化和模型耦合的局限性讨论，以及高分辨率建模和混合模型的新趋势。本综述为研究人员在海岸和海洋动力学研究中评估所需模型提供指导。
引用
@article{arxiv.2511.21856,
title = {A Comprehensive Review of Phase-Averaged and Phase-Resolving Wave Models for Coastal Modeling Applications},
author = {Md Meftahul Ferdaus and Nathan Alton Cooper and Austin B. Schmidt and Pujan Pokhrel and Elias Ioup and Mahdi Abdelguerfi and Julian Simeonov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.21856},
year = {2025}
}
备注
Paper submitted to Elsevier