[01826829]极端海洋动力模拟与新型结构研发关键技术

我国沿海地区经济社会快速发展,所面临的海洋灾害风险极为严峻。特别是全球气候变化的大背景下,我国巨浪和台风暴潮等极端海洋动力事件次数明显增多,海洋灾害的形成机理、发生规律、时空特征和损失程度呈现出新的特点,灾害危险性日益突出。极端海洋动力模拟与新型结构研发是海洋防灾减灾的关键。 该项目开展了极端波浪致灾机制的模拟研究,研发了基于CIP方法的极端波浪与海洋结构相互作用的高精度数值模型,预测了极端波浪的近岸演变、爬坡和堤前波浪力,真实再现了极端波浪对浮式结构物的作用过程,剖析了极端波浪作用下的多相流耦合流场结构,明确了砰击荷载对浮式结构运动响应的影响;考虑了海面阻力项以修正梯度风方程,通过积分导出了一个新的梯度风速公式,据此研发了台风速度场参数化模式,改进了台风暴潮数值模拟中风速场的计算方法,与采用当前流行的Holland风场模式相比,显著提高了台风暴潮流速极端海洋动力的模拟和预报精度;发明了一系列多功能及环境友好型海洋结构物,建立了新型结构的设计理论及方法,提高了新型结构水动力学分析的理论预报精度和模型试验能力,在提高极端海洋动力作用下海洋结构物性能的实现方式上有所突破,保障极端海洋动力作用下的海岸工程安全,为新型结构共性基础问题的解决做出了重要贡献。 项目关键技术包括：1)基于CIP方法的极端波浪数值模拟技术;2)改进台风场模式下风暴潮模拟技术;3)多功能防波堤设计理论及方法;4)环境友好型结构物新概念及研发技术。 项目标志性成果：1)构建极端海洋动力环境数值模拟技术;2)发明一系列多功能及环境友好型海洋结构物。获授权发明专利7项,发表论文46篇,其中SCI检索收录32篇,总他引220余次,其中SCI他引140余次。 成果应用于水利、渔业和港航等行业,取得良好效果。