SWAN的功能與應用

1、SWAN的功能與應用閆志鐸簡介（1）SWAN是Simulating WAves Nearshore的縮寫，屬于第三代淺海海浪數值模擬軟件，由荷蘭Delft大學土木工程系開發(fā)并維護。（2）SWAN模式基于Euler近似的作用量譜平衡方程，采用線性隨機表面重力波理論（包含流的作用）。（3）主要功能是通過地形，風場和流場等文件的輸入來獲取沿海，胡泊或河口的波浪參數。SWAN模式可以模擬的過程 波浪的傳播過程：（1）由流和非平穩(wěn)的水深變化引起的折射（2）由水底和流的變化引起的淺化（3）逆流傳播時的阻礙和反射（4）波浪在幾何空間的傳播（5）次網格障礙物對波浪的阻礙和波浪通過次網格障礙物的傳播（6）波生增

2、水波浪的產生和耗散：（1）風輸入（2）白冠破碎（3）水深變淺引起的破碎（4）水底摩擦（5）三波相互作用（6）四波相互作用SWAN模式可以模擬的過程SWAN控制方程totxySNc Nc Nc Nc Ntxy時間上的局地變化空間中的傳播能量源項流和變化的水深引起的頻移流和變化的水深引起的折射和變淺作用波浪源項-物理過程34,totinnlnlds wds bds brSSSSSSS風能輸入項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變淺引起的波浪破碎SWAN的運行（1）INPUT文件 （3）swan.exe 應用程序地形文件風場文件（非靜態(tài)時需要）流場文件（非靜態(tài)時需要）水位文件（非靜

3、態(tài)時需要）摩擦系數文件（非靜態(tài)時需要）（2）數據輸入文件INPUT文件的編寫name：此次計算過程的名字，最長 16個字符。nr：同一name下計算的編號，最長4個字符。title：為了方便，在輸出時出現(xiàn)的字符串，可省略。最長72個字符例：PROJECT HUANGHAI 0001INPUT文件的編寫Level : 疊加到水深上的水位，缺省為0。Nor: 北向的角度，缺省為90Depmin: 最小水深，缺省0.05mMaxmes: 計算過程中最多報錯信息個數， 缺省200Maxerr : 計算開始前診斷最多出錯個數，缺省1Grav: 重力加速度 9.81Rho: 海水密度 1025kg/m3I

4、nrhog: 輸出波能的單位是m2 （設置0，缺?。蛘逬/ m2 （設置1）Hsrerr: 設置邊界條件后，計算得到的模擬值與強加值相差hsrerr，報警，缺省0.1INPUT文件的編寫_ 缺省符號Nautical : 航海坐標Cartesian: 數學坐標Pwtail : 最大高頻頻率Froudmax : 最大弗勞德數 , U為流速，d為水深。 缺省0.8Printf : PRINT文件用， 缺省4， 6為屏幕輸出Prtest: test out文件用， 缺省4， 6為屏幕輸出 ，用于診斷錯誤/Ugd例：SET LEVEL 4.01INPUT文件的編寫CCM: central confo

5、rmal Mercator 中心墨卡托投影QC : 笛卡爾投影法REPeating：波浪能在一個區(qū)域從一邊出去，又從另一邊進來，好像在我自我重復。例：MODE NONSTATIONARY TWODimensional COORDINATES SPHEricalINPUT文件的編寫Xpc: x軸初始格點，航海坐標為初始經度，笛卡爾缺省為0.0ypc: y軸初始格點，航海坐標為初始緯度，笛卡爾缺省為0.0Alpc： x正軸方向，笛卡爾缺省為0Xlenc: x方向計算長度Ylenc: Y方向計算長度Mxc: x方向計算網格數Myc: y方向計算網格數INPUT文件的編寫CIRCLE:整個波譜方向，0

6、-360SECtor: 有限波譜方向Mdc: 將0-360分為mdc等份Flow: 最小截斷頻率Fhigh: 最大截斷頻率Msc: 與頻率相關的系數例：CGRID 119.0 32.0 0.0 7.0 8.0 84 96 CIRCLE 24 0.05 4 31INPUT文件的編寫fac: 單位換算系數。fname1 輸入文件名。Idla: 地形排列方式，缺省1。nhedf：文件開始的標題行數。nhedt: 每個時間步長開始的標題行數，缺省0。nhedc:每個分量開始的標題行數，缺省0。Free：自由格式。Format：固定格式。Unformatted: 二進制格式。INPUT文件的編寫例：IN

7、PGRID BOTTOM 119.0 32.0 0.0 84 96 0.083333 0.083333 READINP BOTTOM 1. huanghai.bot 3 0 FREE INPGRID WIND 117.416667 31.75 0.0 110 110 0.083333 0.083333 &NONSTATIONARY 19850101.000000 1 HR 19850102.120000 READINP WIND 1. wind.dat 3 0 1 0 FREEINPUT文件的編寫例：BOUN SHAPE JONSWAP MEAN BOUN SIDE S CONSTANT PA

8、R 4.51 8.29 270 2INPUT文件的編寫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：INITIAL PAR 4.51 8.29 270 2 GEN3 TRIAD FRICTIONINPUT文件的編寫FRAME：定義輸出網格點。當輸出全部計算網格點時，也可用GROUP。OUTPut：定義輸出文件格式。BLOCK：輸出波浪參數到文件。例：FRAME hs1 119.0 32.0 0.0 7.0 8.0 84 96 OUTPUT OPTION BLOCK 8 85 BLOCK hs1 HEADER HS.OUT LAY-OUT 1 HSIG