刘千盛, 吴 楠

(1.山东港通工程管理咨询有限公司,山东 烟台 264000；2.中交一航局第三工程有限公司,辽宁 大连 116083)

0 引 言

201909号台风“利奇马”是2019年西北太平洋生成的最强台风,是2019年登陆我国的最强台风,列新中国成立以来登陆华东地区的第3强台风，先后影响福建、浙江、上海、江苏、安徽、山东、河北、天津、北京、辽宁、吉林、黑龙江等十几个省份。台风“利奇马”于8月10日在浙江省登陆,又于8月11日20时50分许在山东省青岛市黄岛区沿海再次登陆,此后移入渤海海面。

某游艇码头位于烟台芝罘湾港区港池内,为浮箱式码头,受北防波堤掩护。受台风“利奇马”影响,游艇码头浮桥主桥、支桥、连接铁链断裂。

图1 码头平面布置图

1 利奇马台风过程复演

利奇马台风过程复演采用SWAN模型。该模型采用动谱平衡方程描述风浪生成及其在近岸区的演化过程,模型以动谱密度为未知变量,并考虑由地形及水流引起的浅水和折射效应,风成浪,白浪、底部摩擦及波浪破碎引起的能量衰减,波-波相互作用,适用于深水、过渡水深和浅水情形,目前已被广泛应用于河口、港口工程等的海浪模拟。

在直角坐标系下,SWAN 模型的控制方程为采用波作用密度谱N(σ,θ)来表示的波作用守恒方程。波作用密度谱N(σ,θ)与波能谱密度E(σ,θ)的关系为:

N(σ,θ)=E(σ,θ)/σ

(1)

波作用密直角方程为:

(2)

Cx、Cy、Cσ采用线性波理论计算:

(3)

(4)

(5)

(6)

计算网格囊括整个渤海湾范围,总共由23 374个节点、12 477个三角网格组成,最大单元尺寸为20 km,最小单元尺寸为10 m,采用局部网格加密。

建立台风全过程风浪模型,计算范围网格包括整个渤海湾,如图2所示,并在烟台芝罘湾位置加密。……