挪威海岸的尺度分辨海洋水动力分析 —— NORA-SARAH开放框架
大气与海洋物理
2025-09-29 v1 流体动力学
摘要
海上浪声研究常假设高斯过程和均匀波场。然而，随着波浪接近岸边，复杂的沿浅斜率和海底地形会引起浅化、折射、衍射、反射和破浪等转换，导致非线性增加和具有站点特异性的波浪特征。这种复杂性需要进行详细的现场研究，以用于海洋基础设施设计和蓝色经济规划。本文提出了一种用于从离岸气象海洋条件分析波浪-结构相互作用的尺度分辨方法。开放获取的NORA3和NORA10EI反演数据库定义了离岸海浪状态，这些状态通过波相平均模型SWAN传递到近岸区域。输出用于与全非线性势流求解器REEF3D::FNPF进行相位解析仿真，采用任意欧拉-拉格朗日(ALE)方法通过Morison公式计算波浪力并筛选极端事件。极端波浪荷载进一步使用全粘性Navier-Stokes求解器REEF3D::CFD进行分析。在势流和粘性求解器之间进行单向水动力耦合(HDC)，确保信息准确传递。将NORA数据库与SWAN、REEF3D、ALE和HDC集成的提出的NORA-SARAH框架，为复杂海岸环境提供了稳健的方法。南挪威的一个案例研究表明，其优于传统以显著波浪高度(Hs)为基础或相位平均建模实践，突显了这种尺度分辨方法的必要性。
引用
@article{arxiv.2509.21329,
title = {Down-scale marine hydrodynamic analysis at the Norwegian coast -- the NORA-SARAH open framework},
author = {Widar Weizhi Wang and Konstantinos Christakos and Csaba Pakozdi and Hans Bihs},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.21329},
year = {2025}
}