CN115392098A - 基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法和系统 - Google Patents

基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115392098A
CN115392098A CN202211342628.0A CN202211342628A CN115392098A CN 115392098 A CN115392098 A CN 115392098A CN 202211342628 A CN202211342628 A CN 202211342628A CN 115392098 A CN115392098 A CN 115392098A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ocean
submarine cable
water
data
wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211342628.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115392098B (zh
Inventor
詹晗煜
钭锦周
罗谊深
吴健明
闵皆昇
汤春生
周璐
杭健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongtai Shuang Innovative Energy Development Co ltd
Zhejiang Yuansuan Technology Co ltd
Original Assignee
Dongtai Shuang Innovative Energy Development Co ltd
Zhejiang Yuansuan Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongtai Shuang Innovative Energy Development Co ltd, Zhejiang Yuansuan Technology Co ltd filed Critical Dongtai Shuang Innovative Energy Development Co ltd
Priority to CN202211342628.0A priority Critical patent/CN115392098B/zh
Publication of CN115392098A publication Critical patent/CN115392098A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115392098B publication Critical patent/CN115392098B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/11—Complex mathematical operations for solving equations, e.g. nonlinear equations, general mathematical optimization problems
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/10—Numerical modelling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法和系统，属于海底电缆技术领域。现有方案，主要考虑海洋中水动力对泥沙的冲刷作用，没有涉及海洋中的波浪对泥沙的影响，导致海上风电海缆裸露预测的准确度不高，不利于推广使用。本发明的一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，通过构建二维网格模型、潮汐波浪控制模型、泥沙迁移模型、海缆裸露预测模型，不仅考虑海洋中水动力对泥沙的冲刷作用，也考虑海洋中的波浪对泥沙的影响，进而本发明能充分考虑水动力、波浪能对海缆海床变化的作用，能有效提升海上风电海缆裸露预测的准确度，便于推广使用，使得本发明考量因素全面，有效提高了海上风电的运维安全以及输电效率。

Description

基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法和系统
技术领域
本发明涉及基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法和系统，属于海底电缆技术领域。
背景技术
目前，大多数海上风电通过借鉴和运用陆上风电运维经验，以计划性检修为主、故障维修为辅。但这种陆上运维模式应用在海上风电领域时，将花费大量的人力、物力以及财力，且该运维模式难以面对气候条件以及灾难性天气频发的海洋环境。
进一步，受到海洋中多要素作用，海床结构将可能发生较大变化，在建设阶段满足设计标准的海缆埋深可能在运维阶段已经存在部分区域裸露的情况，而这类海缆裸露将很大程度地挑战海上风电的运维安全以及输电效率。
中国专利（公告号：CN112989681B）公开了一种用于海底电缆路由区的海床冲淤预测分析系统和方法，通过冲淤预测模型构建模块构建待预测海底电缆路由区的海床冲淤预测模型，海床冲淤预测模型包括水动力模型、泥沙输运模型和海床变形模型；通过求解模块对海床冲淤预测模型进行求解，得到待预测海底电缆路由区的海床冲淤深度预测值；通过修正模块修正海床冲淤深度预测值；通过预测模块根据修正后的海床冲淤深度预测值和海底电缆设计埋深值或海底电缆埋深历史检测值，预测未来海底电缆埋深值；通过评估模块根据未来海底电缆埋深值对待预测海底电缆路由区划分冲刷等级，进而评估冲刷风险等级。
上述方案，基于水动力模型进行构建，主要考虑海洋中水动力对泥沙的冲刷作用，没有涉及海洋中的波浪对泥沙的影响，然而水动力主要是沿轴动能，波浪主要是横向动能，两者都对海缆海床变化有着不可忽视的作用，因此只考虑水动力，不考虑波浪，会导致海上风电海缆裸露预测的准确度不高，不利于推广使用。进而现有海缆预测技术，考量因素不够全面，影响海上风电的运维安全以及输电效率。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的一在于提供一种通过构建二维网格模型、潮汐波浪控制模型、泥沙迁移模型、海缆裸露预测模型，对待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，用于承载水沙动力波浪计算；并在非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋潮流条件和海洋波浪条件；再对海洋潮流条件、海洋波浪条件和泥沙迁移模型进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果，用于描述风电场区域的海床形貌变化；然后对水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况预测，方案科学合理、切实可行的基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法。
本发明的目的二在于提供一种通过设置二维网格模块、潮汐波浪控制模块、参数修正模块、泥沙迁移模块、海缆裸露预测模块，对待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，用于承载水沙动力波浪计算；并在非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋潮流条件和海洋波浪条件；根据观测数据以及洋流实测数据，校准以及更新潮汐波浪控制模块中的模块计算参数，以得到能反映待预测裸露区域真实物理场的海洋潮流条件和海洋波浪条件；再对海洋潮流条件、海洋波浪条件和泥沙迁移模块进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果，用于描述风电场区域的海床形貌变化；然后对水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况预测，方案科学合理、切实可行的基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测系统。
本发明的目的三在于提供一种能够计算当前时空场景下的海洋潮流条件和海洋波浪条件，不仅考虑海洋中水动力对泥沙的冲刷作用，也考虑海洋中的波浪对泥沙的影响，进而能充分考虑水动力、波浪能对海缆海床变化的作用，能有效提升海上风电海缆裸露预测的准确度，便于推广使用，考量因素全面，有效提高了海上风电的运维安全以及输电效率的基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法和系统。
本发明的目的四在于提供一种通过准确描述风电场及海缆段附近近海海域的海洋水沙动力波浪状态，计算推演得到未来长时间序列的海况变化及海床形貌变化趋势，进而能科学高效地评估了海上风电场地海缆裸露的可能发生地段及可能发生时段，为海上风电场的安全运维提供重要分析和评估依据的基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法和系统。
为实现上述目的之一，本发明的第一种技术方案为：
一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，
包括以下内容：
确定待预测裸露区域，并获取待预测裸露区域的观测数据以及洋流实测数据；
通过预先构建的二维网格模型，对待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，用于承载水沙动力波浪计算；
利用预先构建的潮汐波浪控制模型，在非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋条件，
所述海洋条件包括海洋潮流条件和海洋波浪条件；
根据预先构建的泥沙迁移模型，对海洋条件进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果；水沙数值仿真结果用于描述风电场区域的海床形貌变化；
通过预先构建的海缆裸露预测模型，对水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况的预测。
本发明经过不断探索以及试验，通过构建二维网格模型、潮汐波浪控制模型、泥沙迁移模型、海缆裸露预测模型，对待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，用于承载水沙动力波浪计算；并在非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋潮流条件和海洋波浪条件；再对海洋潮流条件、海洋波浪条件和泥沙迁移模型进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果，用于描述风电场区域的海床形貌变化；然后对水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况预测，方案科学合理、切实可行。
进一步，本发明通过构建潮汐波浪控制模型，计算当前时空场景下的海洋潮流条件和海洋波浪条件，不仅考虑海洋中水动力对泥沙的冲刷作用，也考虑海洋中的波浪对泥沙的影响，进而本发明能充分考虑水动力、波浪能对海缆海床变化的作用，能有效提升海上风电海缆裸露预测的准确度，便于推广使用，使得本发明考量因素全面，有效提高了海上风电的运维安全以及输电效率。
再进一步，本发明提供了一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，该预测方法通过准确描述风电场及海缆段附近近海海域的海洋水沙动力波浪状态，计算推演得到未来长时间序列的海况变化及海床形貌变化趋势，进而能科学高效地评估了海上风电场地海缆裸露的可能发生地段及可能发生时段，为海上风电场的安全运维提供重要分析和评估依据。
作为优选技术措施：
构建二维网格模型的方法如下：
步骤11，根据待预测裸露区域，结合沿海岸线图、近海岛屿边线图以及卫星矢量图，确定待建网格区域；
步骤12，根据步骤11中的待建网格区域，获取电场有效信息，确定待预测裸露区域所需加密的网格单元区；
电场有效信息包括海上风电场设计阶段场区图纸或/和建设阶段风机坐标或/和海缆地段分布数据或/和海缆拐点数据；
步骤13，基于无规则三角形的非结构化网格，在步骤12中的网格单元区内搭建二维有限元网格，用于承载水沙动力波浪计算；
步骤14，在步骤13中的二维有限元网格中加密海缆及风机区域，扣除掉近海区域的岛屿，并从近岸到远岸逐渐降低网格密集度，建立待预测裸露区域的非结构化二维网格，完成二维网格模型的构建。
作为优选技术措施：
构建潮汐波浪控制模型的方法如下：
在非结构化二维网格基础上，根据海洋驱动数据，通过水动力控制方程组计算海洋潮流条件，通过波浪控制方程计算海洋波浪条件；
海洋驱动数据包括潮汐潮位数据或/和波浪数据或/和大气压场数据或/和大气风场。
作为优选技术措施：
海洋潮流条件的计算方法如下：
步骤21，在非结构化二维网格上进行高程数据插值，以赋予非结构化二维网格实际地形意义，得到插值二维网格；
步骤22，在步骤21中的插值二维网格基础上，并基于不同时空场景下的潮汐调和常数，构建潮汐边界；
步骤23，基于步骤22中的潮汐边界，使用二维浅水方程计算非结构化二维网格中每个节点的水动力要素，从而得到当前时空场景下的海洋潮流条件；
水动力要素至少包括节点的水深、XY方向垂线平均流速矢量以及床面剪切流速。
作为优选技术措施：
海洋波浪条件的计算方法如下：
步骤31，在非结构化二维网格上进行高程数据插值，以赋予非结构化二维网格实际地形意义，得到插值二维网格；
步骤32，在步骤31中的插值二维网格基础上，使用二维波作用密度谱平衡方程作为波浪控制方程，计算待预测裸露区域内的海洋波浪条件；
海洋波浪条件至少包括节点的有效波高、波浪周期和波浪频率。
作为优选技术措施：
还包括参数修正模型；
参数修正模型根据观测数据以及洋流实测数据，校准以及更新潮汐波浪控制模型中的模型计算参数，以得到能反映待预测裸露区域真实物理场的海洋条件，其构建方法如下：
步骤41，根据实际观测点的位置，选取潮汐波浪控制模型中的与实际观测点相同位置或相近位置的节点；
步骤42，获取步骤41中的实际观测点的实测数据以及计算得到的节点的海洋条件；
实测数据包括实际观测潮位数据、潮流信息、有效波高、波浪平均周期；
步骤43，将步骤42中的海洋条件与实测数据进行对比，得到对比结果；
步骤44，根据步骤43中的对比结果，调整并更新潮汐波浪控制模型中的模型计算参数；
模型计算参数分为水动力计算参数和波浪能计算参数，其为源项或耗散项中的各项因大气现象或/和摩擦现象或/和波浪破碎现象或/和非线性相互作用带来的额外能量和损耗参数；
步骤45，使用步骤44中的模型计算参数，控制潮汐波浪控制模型计算基于同样场景下的海洋条件，重复步骤42到步骤44直至潮汐波浪控制模型计算得出的结果满足风电场运维的误差和精度需求，记录并采用满足需求的模型计算参数，完成参数修正模型的构建。
作为优选技术措施：
构建泥沙迁移模型的方法如下：
步骤51，根据海洋潮流条件和海洋波浪条件，并利用床面剪切流速数据计算当前时间步T的床面切应力；
步骤52，根据步骤51中的床面切应力，使用适配风电场区域海床属性的输沙公式进行计算，得到海床形貌变化结果；
风电场区域海床属性至少包括泥沙粒径和泥沙种类；
海床形貌变化结果至少包括泥沙沉积量、泥沙沉积量侵蚀量、泥沙浓度和海床高程变化；
步骤53，在下一时间步，根据步骤52中的海床高程变化后的数据，计算海洋要素；
步骤54，根据步骤53中的海洋要素，计算下一时间步的泥沙动力结果；
步骤55，通过不断循环执行步骤51-步骤54中的水沙数值计算，直到时间步达到计算的需求，记录并保存所有的水沙数值计算结果即海床形貌变化量，完成泥沙迁移模型的构建。
作为优选技术措施：
构建海缆裸露预测模型的方法如下：
步骤61，获取待预测海缆区域的海缆埋深数据；
步骤62，将步骤61中的海缆埋深数据与海床形貌变化量进行对比，判断海缆埋深是否小于海床形貌变化量，如果小于则标记为海缆裸露可能地段；
步骤63，针对步骤62中的海缆裸露可能地段，结合使用海缆的监测运维数据以及风电场历史扫测数据，判断该地段发生海缆裸露的置信度，传输所有分析和判断内容至运维平台系统，完成海缆裸露预测，从而实现海缆裸露预测模型的构建。
为实现上述目的之一，本发明的第二种技术方案为：
一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，包括以下步骤：
第一步，确定待预测裸露区域，并获取待预测裸露区域的观测数据以及洋流实测数据；
第二步，通过预先构建的二维网格模型，对第一步中的待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，用于承载水沙动力波浪计算；
第三步，利用预先构建的潮汐波浪控制模型，在第二步中的非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋条件，
所述海洋条件包括海洋潮流条件和海洋波浪条件；
海洋潮流条件通过水动力控制方程组进行计算；
海洋波浪条件通过波浪控制方程进行计算；
海洋驱动数据包括潮汐潮位数据或/和波浪数据或/和大气压场数据或/和大气风场；
第四步，利用预先构建的参数修正模型，并根据第一步中的观测数据以及洋流实测数据，校准以及更新第三步中潮汐波浪控制模型中的模型计算参数，以得到能反映待预测裸露区域真实物理场的海洋条件；
模型计算参数包括水动力计算参数和波浪能计算参数；
第五步，根据预先构建的泥沙迁移模型，对第四步中的海洋条件进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果；水沙数值仿真结果用于描述风电场区域的海床形貌变化；
第六步，通过预先构建的海缆裸露预测模型，对第五步中的水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况的预测。
本发明经过不断探索以及试验，通过构建二维网格模型、潮汐波浪控制模型、参数修正模型、泥沙迁移模型、海缆裸露预测模型，对待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，用于承载水沙动力波浪计算；并在非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋潮流条件和海洋波浪条件；根据观测数据以及洋流实测数据，校准以及更新潮汐波浪控制模型中的模型计算参数，以得到能反映待预测裸露区域真实物理场的海洋潮流条件和海洋波浪条件；再对海洋潮流条件、海洋波浪条件和泥沙迁移模型进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果，用于描述风电场区域的海床形貌变化；然后对水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况预测，方案科学合理、切实可行。
进一步，本发明通过构建潮汐波浪控制模型，计算当前时空场景下的海洋潮流条件和海洋波浪条件，不仅考虑海洋中水动力对泥沙的冲刷作用，也考虑海洋中的波浪对泥沙的影响，进而本发明能充分考虑水动力、波浪能对海缆海床变化的作用，能有效提升海上风电海缆裸露预测的准确度，便于推广使用，使得本发明考量因素全面，有效提高了海上风电的运维安全以及输电效率。
再进一步，本发明提供了一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，该预测方法通过准确描述风电场及海缆段附近近海海域的海洋水沙动力波浪状态，计算推演得到未来长时间序列的海况变化及海床形貌变化趋势，进而能科学高效地评估了海上风电场地海缆裸露的可能发生地段及可能发生时段，为海上风电场的安全运维提供重要分析和评估依据。
为实现上述目的之一，本发明的第三种技术方案为：
一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测系统，采用上述的一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，其包括二维网格模块、潮汐波浪控制模块、参数修正模块、泥沙迁移模块、海缆裸露预测模块；
二维网格模块，用于对待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，承载水沙动力波浪计算；
潮汐波浪控制模块，用于在非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋条件，
参数修正模块，用于根据观测数据以及洋流实测数据，校准以及更新潮汐波浪控制模块中的模块计算参数，以得到能反映待预测裸露区域真实物理场的海洋条件；
泥沙迁移模块，用于对海洋条件进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果；水沙数值仿真结果用于描述风电场区域的海床形貌变化；
海缆裸露预测模块，用于对水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况的预测。
本发明经过不断探索以及试验，通过设置二维网格模块、潮汐波浪控制模块、参数修正模块、泥沙迁移模块、海缆裸露预测模块，对待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，用于承载水沙动力波浪计算；并在非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋潮流条件和海洋波浪条件；根据观测数据以及洋流实测数据，校准以及更新潮汐波浪控制模块中的模块计算参数，以得到能反映待预测裸露区域真实物理场的海洋潮流条件和海洋波浪条件；再对海洋潮流条件、海洋波浪条件和泥沙迁移模块进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果，用于描述风电场区域的海床形貌变化；然后对水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况预测，方案科学合理、切实可行。
进一步，本发明通过构建潮汐波浪控制模块，计算当前时空场景下的海洋潮流条件和海洋波浪条件，不仅考虑海洋中水动力对泥沙的冲刷作用，也考虑海洋中的波浪对泥沙的影响，进而本发明能充分考虑水动力、波浪能对海缆海床变化的作用，能有效提升海上风电海缆裸露预测的准确度，便于推广使用，使得本发明考量因素全面，有效提高了海上风电的运维安全以及输电效率。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明经过不断探索以及试验，通过构建二维网格模型、潮汐波浪控制模型、泥沙迁移模型、海缆裸露预测模型，对待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，用于承载水沙动力波浪计算；并在非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋潮流条件和海洋波浪条件；再对海洋潮流条件、海洋波浪条件和泥沙迁移模型进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果，用于描述风电场区域的海床形貌变化；然后对水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况预测，方案科学合理、切实可行。
进一步，本发明能计算当前时空场景下的海洋潮流条件和海洋波浪条件，不仅考虑海洋中水动力对泥沙的冲刷作用，也考虑海洋中的波浪对泥沙的影响，进而本发明能充分考虑水动力、波浪能对海缆海床变化的作用，能有效提升海上风电海缆裸露预测的准确度，便于推广使用，使得本发明考量因素全面，有效提高了海上风电的运维安全以及输电效率。
更进一步，本发明经过不断探索以及试验，通过设置二维网格模块、潮汐波浪控制模块、参数修正模块、泥沙迁移模块、海缆裸露预测模块，对待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，用于承载水沙动力波浪计算；并在非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋潮流条件和海洋波浪条件；根据观测数据以及洋流实测数据，校准以及更新潮汐波浪控制模块中的模块计算参数，以得到能反映待预测裸露区域真实物理场的海洋潮流条件和海洋波浪条件；再对海洋潮流条件、海洋波浪条件和泥沙迁移模块进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果，用于描述风电场区域的海床形貌变化；然后对水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况预测，方案科学合理、切实可行。
再进一步，本发明提供了一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，该预测方法通过准确描述风电场及海缆段附近近海海域的海洋水沙动力波浪状态，计算推演得到未来长时间序列的海况变化及海床形貌变化趋势，进而能科学高效地评估了海上风电场地海缆裸露的可能发生地段及可能发生时段，为海上风电场的安全运维提供重要分析和评估依据。
附图说明
图1为本发明海上风电海缆裸露预测方法的一种流程图；
图2为本发明海上风电海缆裸露预测方法的另一种流程图；
图3为本发明计算水沙数值仿真结果的一种流程图；
图4为本发明在某近海海上风电场区域构建非结构化二维网格的一种示意图；
图5为应用本发明预测出的海缆裸露地段的一种示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“或/和”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本发明基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法的第一种具体实施例：
一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，包括以下步骤：
第一步，确定待预测裸露区域，并获取待预测裸露区域的观测数据以及洋流实测数据；
第二步，通过预先构建的二维网格模型，对第一步中的待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，用于承载水沙动力波浪计算；
第三步，利用预先构建的潮汐波浪控制模型，在第二步中的非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋条件。
所述海洋条件包括海洋潮流条件和海洋波浪条件；
海洋潮流条件通过水动力控制方程组进行计算；
海洋波浪条件通过波浪控制方程进行计算；
海洋驱动数据包括潮汐潮位数据或/和波浪数据或/和大气压场数据或/和大气风场；
第四步，利用预先构建的参数修正模型，并根据第一步中的观测数据以及洋流实测数据，校准以及更新第三步中潮汐波浪控制模型中的模型计算参数，以得到能反映待预测裸露区域真实物理场的海洋条件；
模型计算参数包括水动力计算参数和波浪能计算参数；
第五步，根据预先构建的泥沙迁移模型，对第四步中的海洋条件进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果；水沙数值仿真结果用于描述风电场区域的海床形貌变化；
第六步，通过预先构建的海缆裸露预测模型，对第五步中的水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况的预测。
本发明构建二维网格模型的一种具体实施例：
构建二维网格模型的方法如下：
步骤11，根据待预测裸露区域，结合沿海岸线图、近海岛屿边线图以及卫星矢量图，确定待建网格区域；为了保证预测结果准确性，通常需要划分包括风机桩基群和电场海缆的近海T km x T km的范围；
步骤12，根据步骤11中的待建网格区域，获取电场有效信息，确定待预测裸露区域所需加密的网格单元区；
电场有效信息包括海上风电场设计阶段场区图纸或/和建设阶段风机坐标或/和海缆地段分布数据或/和海缆重要拐点数据；
步骤13，基于无规则三角形的非结构化网格，在步骤12中的网格单元区内搭建二维有限元网格，用于承载水沙动力计算；
步骤14，在步骤13中的二维有限元网格中加密海缆及风机区域，扣除掉近海区域的岛屿，并从近岸到远岸逐渐降低网格密集度，建立待预测裸露区域的非结构化二维网格，完成二维网格模型的构建。
本发明构建泥沙迁移模型的一种具体实施例：
构建泥沙迁移模型的方法如下：
步骤41，根据海洋潮流条件和海洋波浪条件，并利用床面剪切流速数据计算当前时间步T的床面切应力；
步骤42，根据床面切应力，使用适配风电场区域海床属性的输沙公式进行计算，得到海床形貌变化结果；
风电场区域海床属性至少包括泥沙粒径和泥沙种类；
步骤43，基于海床形貌的变化结果，反演并更新海洋要素信息，传输潮汐波浪的反演数据和泥沙计算数据至下一时间步T+ΔT；
步骤44，反复执行步骤41-步骤43，直至时间步满足计算停止条件，完成计算，记录保存所有的水沙数值仿真结果，完成泥沙迁移模型的构建。
如图2所示，本发明基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法的第二种具体实施例：
一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，建立二维数值计算模块进行仿真预测，其包括以下步骤：
S1.在二维数值计算模块中构建二维网格模型；
二维网格模型基于海上风电场设计数据、电场实测数据、电场海缆走线等数据，根据沿海岸线以及近海岛屿边线，根据实际需求确定数值仿真区域，搭建基于无规则三角形单元的非结构化二维有限元网格；
S2.在二维数值计算模块中构建潮汐波浪控制模型；
潮汐波浪控制模型基于不同时空场景下的海洋驱动数据（如潮汐潮位数据、大气压场以及大气风场），在二维数值计算模块中使用水动力控制方程组计算当前时空场景下的海洋潮流条件，使用波浪控制方程计算当前时空场景下的海洋波浪条件；
S3.在二维数值计算模块中构建参数修正模型；
参数修正模型基于海上风电场观测数据、数字模型区域内的波浪洋流实测数据，不断校准并更新二维数值计算模块中的水动力计算参数和波浪计算参数，直至其能够有效反映风电场所在区域的真实物理场与海洋条件；
S4.基于校准更新完的二维数值计算模块，在不同时空场景下，除施加水动力控制方程组和波浪控制方程组之外，增加泥沙迁移模型用于描述风电场区域的海床形貌变化的泥沙迁移公式，并耦合水动力和波浪计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果；
S5.基于海上风电场所记录的扫测数据，或历年海床卫星数据图等海床变化数据，对比计算结果并重复进行S3-S4步骤，直至泥沙迁移模型的水沙数值仿真计算结果能够满足风电场运维人员的需求；
S6.基于所预测的未来时段的海洋驱动预测数据，根据校准后的海洋计算参数，使用二维数值计算模块计算该时段的长期海床形貌变化情况，记录海缆所处区域的泥沙迁移和海床变化情况；
S7.在二维数值计算模块中构建海缆裸露预测模型；
海缆裸露预测模型基于二维水沙仿真模型所预测的海床变化，根据风电场建设阶段各地段海缆埋深以及运维数据，标记出预测的某一时段内海缆裸露可能发生地段，综合海缆监测数据和运维扫测数据判断当前地段海缆裸露可能性，并将所有结果和分析提交至运维系统，完成对海缆裸露情况的预测。
本发明建立风电场-海缆区域的二维数值计算模块的一种具体实施例：
建立风电场-海缆区域的二维数值计算模块过程如下：
a. 基于沿海岸线图、近海岛屿边线图以及卫星矢量图，根据实际需求确定所需研究的区域范围，为了保证预测结果准确性，通常需要划分包括风机桩基群和电场海缆的近海100km x 100km的范围；
b. 基于沿海岸线图、近海岛屿边线图以及卫星矢量图，根据实际需求确定所需研究的基于海上风电场设计阶段场区图纸、建设阶段风机坐标、海缆地段分布及海缆重要拐点等电场有效信息，确定待预测海缆裸露区域所需加密的网格单元区；
c. 基于无规则三角形的非结构化网格，在待预测海缆裸露区域内搭建二维有限元网格，用于承载水沙数值计算；
d. 根据待预测海缆裸露区域内所需加密的网格单元区，及近海区域的岛屿边线，在二维有限元网格中加密海缆及风机区域，扣除掉近海区域的岛屿，并从近岸到远岸逐渐降低网格密集度，建立近海风电场区域的二维数值计算模块。
本发明计算近海风电场区域的海洋潮流条件的第一种具体实施例：
使用二维数值计算模块计算近海风电场区域的海洋潮流条件过程如下：
a.在待预测海缆裸露区域内，使用数字高程模型，将高程数据插值至二维数值计算模块的每个网格节点，赋予数字模型实际地形意义；
b.使用能考虑大气风场和大气压场的守恒形式的改良后的二维浅水方程，计算数字模型区域内的水动力条件，其具体采用形式如下：
Figure 255908DEST_PATH_IMAGE001
式中，U表示守恒向量；
Figure 118822DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 264502DEST_PATH_IMAGE003
分别表示x和y方向上的对流通量；
Figure 529261DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 610349DEST_PATH_IMAGE005
分别表示x和y方向上的扩散通量；S表示源项，在其中可以引入摩擦损耗、风以及大气 压场带来的额外能量或耗散项。
c.基于不同时空场景下的潮汐调和常数，构建潮汐边界模型，施加在二维数值计算模块的远岸（海洋）边界上，所采用的潮汐边界公式如下：
Figure 944248DEST_PATH_IMAGE006
式中，h total 表示潮汐潮位，由各分潮的潮高累加求得；h i 表示分潮的潮高；f代表潮汐分潮的多年平均理论振幅的改正值；H代表振幅调和常数；ω表示分潮的角速率；t表示海洋边界所处经度的地方时；V0+U表示分潮的天文初相角；K表示地方迟角，与H一并组成了分潮的调和常数。
d.基于潮汐潮位的边界条件，使用二维浅水方程计算二维有限元网格中每个节点的水动力要素，经过计算后的二维数值计算模块包括所有网格节点的水深、XY方向垂线平均流速矢量以及床面剪切流速等关键数据。
本发明计算海洋潮流条件的第二种具体实施例：
海洋潮流条件的计算方法如下：
步骤21，在非结构化二维网格上进行高程数据插值，以赋予非结构化二维网格实际地形意义，得到插值二维网格；
步骤22，在步骤21中的插值二维网格基础上，并基于不同时空场景下的潮汐调和常数，构建潮汐边界；
潮汐边界的计算公式如下：
Figure 378771DEST_PATH_IMAGE006
式中，h total 表示潮汐潮位，由各分潮的潮高累加求得；h i 表示分潮的潮高；f代表潮汐分潮的多年平均理论振幅的改正值；H代表振幅调和常数；ω表示分潮的角速率；t表示海洋边界所处经度的地方时；V0+U表示分潮的天文初相角；K表示地方迟角，与H一并组成了分潮的调和常数；
步骤23，基于步骤22中的潮汐边界，使用二维浅水方程计算非结构化二维网格中每个节点的水动力要素，从而得到当前时空场景下的海洋潮流条件；
水动力要素至少包括节点的水深、XY方向垂线平均流速矢量以及床面剪切流速；
二维浅水方程的计算公式如下：
Figure 481725DEST_PATH_IMAGE007
式中，U表示守恒向量；
Figure 874660DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 961434DEST_PATH_IMAGE003
分别表示x和y方向上的对流通量；
Figure 324282DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 32475DEST_PATH_IMAGE005
分别表示x和y方向上的扩散通量；S表示源项，在其中引入摩擦损耗、风以及大气压场 带来的额外能量或耗散项。
本发明计算近海风电场区域的海洋波浪条件的第一种具体实施例：
二维数值计算模块计算近海风电场区域的海洋波浪条件过程如下：
a.在待预测海缆裸露区域内，使用数字高程模型，将高程数据插值至二维数值计算模块的每个网格节点，赋予数字模型实际地形意义；
b.使用二维波作用密度谱平衡方程作为波浪的运动控制方程，计算数字模型区域内的波浪条件，其采用的具体形式如下：
Figure 851439DEST_PATH_IMAGE008
式中，N表示波作用密度谱，计算方式为
Figure 910662DEST_PATH_IMAGE009
，E为能谱的密度；σ表示波浪的相对频 率；θ表示波向；Cx和Cy分别表示波浪传播速度的X和Y方向分量；
Figure 936255DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 30113DEST_PATH_IMAGE011
分别表示σ和θ在空间 上的波浪传播速度；S表示波浪的耗散项及源项，在本发明中，可以表示为如下形式：
Figure 623906DEST_PATH_IMAGE012
式中，Sin代表风能输入；Sds代表白帽耗散；Sbf代表底部摩擦耗散；Sbr代表波浪破碎引起的耗散；Snl代表非线性波的相互作用。
c.计算得出二维有限元网格中每个节点的波浪要素，在二维数值计算模块中新增包括所有网格节点的波浪能量和波浪密度等关键数据。
本发明计算海洋波浪条件的第二种具体实施例：
海洋波浪条件的计算方法如下：
步骤31，在非结构化二维网格上进行高程数据插值，以赋予非结构化二维网格实际地形意义，得到插值二维网格；
步骤32，在步骤31中的插值二维网格基础上，使用二维波作用密度谱平衡方程作为波浪控制方程，计算待预测裸露区域内的海洋波浪条件，其采用的具体形式如下：
Figure 154113DEST_PATH_IMAGE013
式中，N表示波作用密度谱，计算方式为
Figure 999709DEST_PATH_IMAGE009
，E为能谱的密度；σ表示波浪的相对频 率；θ表示波向；Cx和Cy分别表示波浪传播速度的X和Y方向分量；
Figure 197341DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 696456DEST_PATH_IMAGE011
分别表示σ和θ在空间 上的波浪传播速度；S表示波浪的耗散项及源项；
波浪的耗散项及源项的计算公式如下：
Figure 730271DEST_PATH_IMAGE014
式中，Sin代表风能输入；Sds代表白帽耗散；Sbf代表底部摩擦耗散；Sbr代表波浪破碎引起的耗散；Snl代表非线性波的相互作用。
本发明基于测量数据校准和更新二维数值计算模块的一种具体实施例：
基于测量数据校准和更新二维数值计算模块的流程如下：
a.基于海上风电场的实际观测潮位数据、潮流信息以及二维数值计算模块覆盖范围内可选的洋流实测数据（包括潮位、潮流、有效波高、波浪平均周期等海洋条件实测值），将二维数值计算模块中距离测点最近的节点的计算数值与实测数据对比；
b.根据对比结果，调整并更新二维数值计算模块所使用的公式参数，即在水动力和波浪计算中，源项或耗散项中的各项因大气、摩擦、波浪破碎等现象带来的额外能量和损耗参数；
c.使用修改后的参数，基于同样场景下的海洋条件计算二维数值计算模块，重复步骤a和b直至模型计算得出的结果满足风电场运维的误差和精度需求，记录并采用满足需求的相应参数。
如图3所示，本发明得到水沙数值仿真结果的一种具体实施例：
使用二维数值计算模块得到区域内的水沙数值仿真结果的过程如下：
a.基于校准并更新后的风电场区域二维数值计算模块，使用适配风电场区域海床属性（泥沙粒径、泥沙种类等）的输沙公式接入二维数值计算模块；
b.基于二维数值计算模块中的水动力控制方程、波浪控制方程，得到水动力和波浪的计算结果，在当前时间步T内，使用床面剪切流速数据计算床面切应力，传输至泥沙计算中，计算后得到模型区域内海床变化结果；
c.基于海床形貌的变化结果，反演并更新二维数值计算模块的海洋要素信息，传输潮汐波浪的反演数据和泥沙计算数据至下一时间步T =T+ΔT；
d.反复执行步骤b和c，判断时间步是否满足计算停止条件，如果“否”进入下一时间步T =T+ΔT ；如果“是”完成计算，记录保存所有的水沙数值仿真结果。
本发明分析并判断海缆裸露情况的一种具体实施例：
基于二维数值计算模块的海床形貌预测结果，分析并判断海缆裸露情况的过程如下：
a.基于二维数值计算模块所预测的海洋条件变化结果，参照步骤S4耦合计算得出所预测时间段的海缆区域海床形貌变化；
b.基于各地段海缆埋深以及运维积累的扫测数据，结合水沙数值仿真的计算结果，判断每个地段的海缆埋深是否小于海床形貌变化（侵蚀）量，如果小于则标记为海缆裸露可能地段；
c.针对海缆裸露可能地段，结合使用海缆的监测运维数据（如压力或温度传感器数据），风电场历史扫测数据，判断该地段发生海缆裸露的置信度，传输所有分析和判断内容至运维平台系统，完成海缆裸露预测。
本发明提供了一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，该预测方法通过准确描述风电场及海缆段附近近海海域的海洋水沙动力波浪状态，计算推演得到未来长时间序列的海况变化及海床形貌变化趋势，通过分析综合监测和运维数据判断风电场可能发生海缆裸露的地段并传输至运维平台系统，科学高效地评估了海上风电场地海缆裸露的可能发生地段及可能发生时段，为海上风电场的安全运维提供重要分析和评估依据。
如图4、图5所示，应用本发明的一种具体实施例：
我国黄海海域某近海海上风电场，离岸距离约40km，场区海底地形变化平缓，场区高程约为-13m至3m，风电场所覆盖面积约40平方公里，海缆主要分为场区内风机连向升压站部分，以及升压站传输至沿海岸边的陆上集控中心总计两部分。由于长期受到沿海的洋流和潮汐作用，风电场以及海缆所处海床均表现出不同严重程度的冲刷现象，需要海缆裸露的预测工具提供运维帮助，预防极端事故。
采用本发明基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，通过设计图纸或卫星矢量图，根据风电场所处海域和省份的沿海岸线，近海海岛边线以及各类沿海大型建筑物（如沿海防波堤），确定所研究的区域的内陆边界线；根据风电运维需求，考虑到尺度大小对海洋条件计算的影响和效应，确定离岸100km为待预测海缆裸露区域的远岸边界线。待预测海缆裸露区域约囊括100km x 100km大小的范围，为根据岸线变化的不规则几何形。
基于非结构化三角形单元，建立二维有限元网格，在远岸边界处保持200至500m之间的精度，并逐步提高精度至近岸的50m，按照岛屿边线在模型中扣除近海区域岛屿。根据风电场在设计阶段的风机和海缆设计数据、建设阶段的场区场址坐标、各风机坐标、升压站坐标以及电场实际的海缆走线方式，确定研究范围内所需加密的网格单元区，确定加密精度范围（在桩基及海缆附近加密至10m，整体风电场区加密至50m）并在二维有限元网格中加密，建立包括风电场和海缆的二维高精度数字模型。
基于待预测海缆裸露区域内的实测高程数据、公开免费的高程测量数据及数字模型，在二维数值计算模块中的每个网格节点处插值相应坐标所对应的高程数据。基于不同时空场景下的海洋驱动数据，如远岸边界的潮汐调和常数及地方参数，待预测海缆裸露区域内的时序大气压场分布及变化数据，待预测海缆裸露区域内的时序大气风场分布及变化数据，使用改良后的二维浅水方程考虑所有的驱动因素并计算模型区域内的各节点水动力条件，方程形式如下：
Figure 363246DEST_PATH_IMAGE015
具体地，在本实施例中各守恒量的表达式为：
Figure 166117DEST_PATH_IMAGE016
式中，各物理量分别为：h表示水深；u表示x方向垂线平均速度分量；v表示y方向垂线平均速度分量；b表示海床底部高程；g表示重力加速度；v t 表示水平方向上的紊动粘性系数，与床面剪切流速有关。
其中，为了考虑潮汐驱动因素，需要模型的海洋边界处引入由调和常数求得的潮位数据，并结合实际地形深度得到边界水深数据，其具体需要的修改过程为：
通过潮汐计算公式得到边界潮位数据：
Figure 960767DEST_PATH_IMAGE017
通过结合边界处的实际地形深度，得到边界处的水深数据
Figure 340932DEST_PATH_IMAGE018
，其中b 由于在海平面以下，通常为负数，所以需要添加绝对值进行计算。基于边界处的水深数据和 初始的海洋速度场，可以逐节点逐时间步计算水动力要素。
其中，为了考虑大气风场和大气压场驱动因素，需要模型引入额外的源项和耗散项，在本实施例所考虑的源项和耗散项可表示为：
Figure 262752DEST_PATH_IMAGE019
式中，
Figure 169397DEST_PATH_IMAGE020
以及
Figure 151260DEST_PATH_IMAGE021
分别表示x和y方向上的海床底坡，其表达式为
Figure 408934DEST_PATH_IMAGE022
以及
Figure 259079DEST_PATH_IMAGE023
；
Figure 770963DEST_PATH_IMAGE024
和
Figure 190572DEST_PATH_IMAGE025
分别表示x和y方向上的底部摩擦损耗，由糙率、水深以及流速确定；f 表示柯氏力系数，根据各节点的纬度确定；
Figure 155117DEST_PATH_IMAGE026
和
Figure 808952DEST_PATH_IMAGE027
表示x和y方向上的风应力，通过十米高大 气风场的风速及相关系数求得；p表示气压变化所引起的海面静压升高量（负数则为降低 量）。
基于潮汐潮位边界条件，数字模型的初始状态条件，使用改良后的二维浅水方程计算得到二维有限元网格中各个节点的水动力要素，记录并保存各节点的水深、二维方向垂线平均流速分量和床面剪切流速等关键数据。
类似地，基于不同时空场景下的大气驱动数据，使用同一套包括地面高程信息的二维有限元网格作为数字模型，基于二维波作用密度谱平衡方程作为波浪的运动控制方程，计算数字模型区域内的波浪条件，其采用的具体形式如下：
Figure 424610DEST_PATH_IMAGE028
式中，N表示波作用密度谱，计算方式为
Figure 748275DEST_PATH_IMAGE009
，E为能谱的密度；σ表示波浪的相对频 率；θ表示波向；Cx和Cy分别表示波浪传播速度的X和Y方向分量；
Figure 714963DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 641331DEST_PATH_IMAGE011
分别表示σ和θ在空间 上的波浪传播速度；S表示波浪的耗散项及源项，在本发明中，可以表示为如下形式：
Figure 862228DEST_PATH_IMAGE029
式中，Sin代表风能输入；Sds代表白帽耗散；Sbf代表底部摩擦耗散；Sbr代表波浪破碎引起的耗散；Snl代表非线性波的相互作用。计算得出二维有限元网格中每个节点的波浪要素，在二维数值计算模块中新增包括所有网格节点的波浪能量和波浪密度等关键数据。
基于数值计算模块以及模块内的各种模型，使用距离海上风电场测站及其他观测站最近的节点数据，通过与实际观测的潮位数据、潮流数据、以及其他观测站点的洋流测量数据进行对比，得到模型的误差；不断调整模型中各物理量的相关系数（源项、耗散项），反复计算模型结果，直至模型与实际的误差达到满足风电厂运维的需求后，记录满足需求的各项参数并保持该参数的使用。
基于校准后的参数，在仿真计算模型中额外引入泥沙计算方法，本实施例中所具体采用的策略如下：
根据实施例所处海域的海床属性，即海床泥沙粒径、海床泥沙分布情况以及海床泥沙种类，在数字模型中各节点处考虑存有泥沙层并设置相关系数，基于海洋计算结果，计算各节点处的泥沙浓度以及海床变化情况。在本实施例中，在数字模型中各节点添加的泥沙为非粘性泥沙，可能同时存在推移质和悬移质两种不同的泥沙运输方式，且需要考虑潮汐和波浪的共同作用，其具体形式如下：
Figure 871641DEST_PATH_IMAGE030
式中，Qb和Qs分别表示推移质和悬移质的总输沙率（输沙强度）；Ab和As分别表示推移质和悬移质的局部相关系数，可表示为水深h，中值粒径d50，泥沙/水相对密度s，重力加速度g的函数：
Figure 935412DEST_PATH_IMAGE031
Uc表示垂线平均流速，即潮汐水动力计算的流速；Uw表示波浪群速度，由波浪计算给出，其形式为：
Figure 275258DEST_PATH_IMAGE032
，
其中Hs表示波浪有效波高，ω和k为波浪固有性质参数，h表示水深；CD表示曳力系数；U cr 表示临界起动速度，无量纲粒径D*。
本实施例中，泥沙的中值粒径取0.25mm，粒径变化范围为0.2-2mm之间。基于推移质和悬移质计算得出的泥沙输沙强度，推算出数字模型中每个网格的泥沙侵蚀量和沉积量，以及泥沙在水体中的浓度，进而得到海床的变化结果，其具体表达式为：
Figure 865508DEST_PATH_IMAGE033
式中，C表示泥沙的垂线平均浓度，
Figure 921188DEST_PATH_IMAGE034
表示泥沙的湍流扩散系数，在本实施例中其 具体表达式为
Figure 82043DEST_PATH_IMAGE035
；E和D分别表示节点泥沙的侵蚀量和沉积量，当泥沙满足侵蚀或沉 积的临界条件时，在当前节点将不再考虑这一部分的浓度，并累计至当前节点的侵蚀或沉 积量中。
通过在当前时间步T的水动力和波浪的计算结果下，计算得出当前时间步的海床形貌推演结果，得到泥沙的沉积量和侵蚀量，以及泥沙浓度和海床高程的变化；在下一时间步将根据海床高程变化后的数据，计算数字模型中的海洋要素，然后再计算下一时间步的泥沙动力结果；通过不断循环执行水沙数值计算，直到时间步达到计算的需求，记录并保存所有的水沙数值计算结果。
基于海上风电场的历史扫测数据、历年海图、卫星数据图等能揭示海床变化的数据，使用保存的水沙动力计算结果对长期海床变化趋势和形貌变化进行对比，根据对比结果调整水沙数值计算的公式中所使用的各项参数，直至二维数值计算模块满足风电场运维需求，记录满足需求的各项参数并保持该参数的使用。
基于所需预测的未来时间段的相关驱动预测数据（如大气风场和气压场预测数据），使用该时刻的潮汐调和常数，根据水沙动力耦合计算的方式计算得出预测时段的海洋条件变化以及海床形貌变化情况，保存在二维数值计算模块中。基于风电场各地段海缆的埋深数据及运维过程所累积的扫测数据，结合二维水沙数字模型的计算结果，判断各地段的海缆是否处于海缆裸露可能地段：当该地段的计算高程低于海缆埋深后，即判断为裸露可能地段。针对海缆裸露可能地段，综合海缆的监测运维数据，在本实施例中为该地段海缆在当前时刻温度传感器所传回的温度值，以及扫测时刻的海床高程数据，给出当前地段发生海缆裸露的可能情况的置信度，将所有预测结果和判断结果传输至运维平台系统，用于可视化展示并给运维工作提供重要依据，完成海缆裸露的预测。
应用本发明方法的一种设备实施例：
一种计算机设备，其包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法。
应用本发明方法的一种计算机介质实施例：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包括有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，其特征在于，
包括以下内容：
确定待预测裸露区域；
通过预先构建的二维网格模型，对待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，用于承载水沙动力波浪计算；
利用预先构建的潮汐波浪控制模型，在非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋条件，
所述海洋条件包括海洋潮流条件和海洋波浪条件；
根据预先构建的泥沙迁移模型，对海洋条件进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果；水沙数值仿真结果用于描述风电场区域的海床形貌变化；
通过预先构建的海缆裸露预测模型，对水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况的预测。
2.如权利要求1所述的一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，其特征在于，
构建二维网格模型的方法如下：
步骤11，根据待预测裸露区域，结合沿海岸线图、近海岛屿边线图以及卫星矢量图，确定待建网格区域；
步骤12，根据步骤11中的待建网格区域，获取电场有效信息，确定待预测裸露区域所需加密的网格单元区；
电场有效信息包括海上风电场设计阶段场区图纸或/和建设阶段风机坐标或/和海缆地段分布数据或/和海缆拐点数据；
步骤13，基于无规则三角形的非结构化网格，在步骤12中的网格单元区内搭建二维有限元网格；
步骤14，在步骤13中的二维有限元网格中加密海缆及风机区域，扣除掉近海区域的岛屿，并从近岸到远岸逐渐降低网格密集度，建立待预测裸露区域的非结构化二维网格，完成二维网格模型的构建。
3.如权利要求1所述的一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，其特征在于，
构建潮汐波浪控制模型的方法如下：
在非结构化二维网格基础上，根据海洋驱动数据，通过水动力控制方程组计算海洋潮流条件，通过波浪控制方程计算海洋波浪条件；
海洋驱动数据包括潮汐潮位数据或/和波浪数据或/和大气压场数据或/和大气风场。
4.如权利要求3所述的一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，其特征在于，
海洋潮流条件的计算方法如下：
步骤21，在非结构化二维网格上进行高程数据插值，以赋予非结构化二维网格实际地形意义，得到插值二维网格；
步骤22，在步骤21中的插值二维网格基础上，并基于不同时空场景下的潮汐调和常数，构建潮汐边界；
步骤23，基于步骤22中的潮汐边界，使用二维浅水方程计算非结构化二维网格中每个节点的水动力要素，从而得到当前时空场景下的海洋潮流条件；
水动力要素至少包括节点的水深、XY方向垂线平均流速矢量以及床面剪切流速。
5.如权利要求3所述的一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，其特征在于，
海洋波浪条件的计算方法如下：
步骤31，在非结构化二维网格上进行高程数据插值，以赋予非结构化二维网格实际地形意义，得到插值二维网格；
步骤32，在步骤31中的插值二维网格基础上，使用二维波作用密度谱平衡方程作为波浪控制方程，计算待预测裸露区域内的海洋波浪条件；
海洋波浪条件至少包括节点的有效波高、波浪周期和波浪频率。
6.如权利要求1-5任一所述的一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，其特征在于，
还包括参数修正模型；
参数修正模型根据观测数据以及洋流实测数据，校准以及更新潮汐波浪控制模型中的模型计算参数，以得到能反映待预测裸露区域真实物理场的海洋条件，其构建方法如下：
步骤41，根据实际观测点的位置，选取潮汐波浪控制模型中的与实际观测点相同位置或相近位置的节点；
步骤42，获取步骤41中的实际观测点的实测数据以及计算得到的节点的海洋条件；
实测数据包括实际观测潮位数据、潮流信息、有效波高、波浪平均周期；
步骤43，将步骤42中的海洋条件与实测数据进行对比，得到对比结果；
步骤44，根据步骤43中的对比结果，调整并更新潮汐波浪控制模型中的模型计算参数；
模型计算参数分为水动力计算参数和波浪能计算参数，其为源项或耗散项中的各项因大气现象或/和摩擦现象或/和波浪破碎现象或/和非线性相互作用带来的额外能量和损耗参数；
步骤45，使用步骤44中的模型计算参数，控制潮汐波浪控制模型计算基于同样场景下的海洋条件，重复步骤42到步骤44直至潮汐波浪控制模型计算得出的结果满足风电场运维的误差和精度需求，记录并采用满足需求的模型计算参数，完成参数修正模型的构建。
7.如权利要求6所述的一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，其特征在于，
构建泥沙迁移模型的方法如下：
步骤51，根据海洋潮流条件和海洋波浪条件，并利用床面剪切流速数据计算当前时间步T的床面切应力；
步骤52，根据步骤51中的床面切应力，使用适配风电场区域海床属性的输沙公式进行计算，得到海床形貌变化结果；
风电场区域海床属性至少包括泥沙粒径和泥沙种类；
海床形貌变化结果至少包括泥沙沉积量、泥沙沉积量侵蚀量、泥沙浓度和海床高程变化；
步骤53，在下一时间步，根据步骤52中的海床高程变化后的数据，计算海洋要素；
步骤54，根据步骤53中的海洋要素，计算下一时间步的泥沙动力结果；
步骤55，通过不断循环执行步骤51-步骤54中的水沙数值计算，直到时间步达到计算的需求，记录并保存所有的水沙数值计算结果即海床形貌变化量，完成泥沙迁移模型的构建。
8.如权利要求7所述的一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，其特征在于，
构建海缆裸露预测模型的方法如下：
步骤61，获取待预测海缆区域的海缆埋深数据；
步骤62，将步骤61中的海缆埋深数据与海床形貌变化量进行对比，判断海缆埋深是否小于海床形貌变化量，如果小于则标记为海缆裸露可能地段；
步骤63，针对步骤62中的海缆裸露可能地段，结合使用海缆的监测运维数据以及风电场历史扫测数据，判断该地段发生海缆裸露的置信度，传输所有分析和判断内容至运维平台系统，完成海缆裸露预测，从而实现海缆裸露预测模型的构建。
9.一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，其特征在于，
包括以下步骤：
第一步，确定待预测裸露区域，并获取待预测裸露区域的观测数据以及洋流实测数据；
第二步，通过预先构建的二维网格模型，对第一步中的待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，用于承载水沙动力波浪计算；
第三步，利用预先构建的潮汐波浪控制模型，在第二步中的非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋条件，
所述海洋条件包括海洋潮流条件和海洋波浪条件；
海洋潮流条件通过水动力控制方程组进行计算；
海洋波浪条件通过波浪控制方程进行计算；
海洋驱动数据包括潮汐潮位数据或/和波浪数据或/和大气压场数据或/和大气风场；
第四步，利用预先构建的参数修正模型，并根据第一步中的观测数据以及洋流实测数据，校准以及更新第三步中潮汐波浪控制模型中的模型计算参数，以得到能反映待预测裸露区域真实物理场的海洋条件；
模型计算参数包括水动力计算参数和波浪能计算参数；
第五步，根据预先构建的泥沙迁移模型，对第四步中的海洋条件进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果；水沙数值仿真结果用于描述风电场区域的海床形貌变化；
第六步，通过预先构建的海缆裸露预测模型，对第五步中的水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况的预测。
10.一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测系统，其特征在于，
采用如权利要求1-9任一所述的一种基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法，其包括二维网格模块、潮汐波浪控制模块、参数修正模块、泥沙迁移模块、海缆裸露预测模块；
二维网格模块，用于对待预测裸露区域进行处理，得到非结构化二维网格，承载水沙动力波浪计算；
潮汐波浪控制模块，用于在非结构化二维网格基础上，对海洋驱动数据进行处理，计算当前时空场景下的海洋条件，
参数修正模块，用于根据观测数据以及洋流实测数据，校准以及更新潮汐波浪控制模块中的模块计算参数，以得到能反映待预测裸露区域真实物理场的海洋条件；
泥沙迁移模块，用于对海洋条件进行耦合计算，得到当前时空场景下的水沙数值仿真结果；水沙数值仿真结果用于描述风电场区域的海床形貌变化；
海缆裸露预测模块，用于对水沙数值仿真结果以及海缆埋深数据进行处理，得到海缆裸露发生地段或/和海缆裸露可能发生地段，完成对海缆裸露情况的预测。
CN202211342628.0A 2022-10-31 2022-10-31 基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法和系统 Active CN115392098B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211342628.0A CN115392098B (zh) 2022-10-31 2022-10-31 基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211342628.0A CN115392098B (zh) 2022-10-31 2022-10-31 基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法和系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115392098A true CN115392098A (zh) 2022-11-25
CN115392098B CN115392098B (zh) 2023-02-03

Family

ID=84115228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211342628.0A Active CN115392098B (zh) 2022-10-31 2022-10-31 基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法和系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115392098B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115951361A (zh) * 2023-03-13 2023-04-11 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 基于大数据平台的海上风电桩的智能地形扫测方法
CN116090168A (zh) * 2022-11-29 2023-05-09 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司 一种基于预测冲刷深度的海缆裸露风险评估方法
CN117454720A (zh) * 2023-12-21 2024-01-26 浙江远算科技有限公司 一种极端天气海上风电场冲刷风险仿真预测方法和设备
CN117456074A (zh) * 2023-12-22 2024-01-26 浙江远算科技有限公司 基于数字孪生仿真的海上风电冲刷坑三维渲染方法和设备
CN118013862A (zh) * 2024-04-09 2024-05-10 湖南大学 一种风电场短期电压稳定性仿真模型构建、评估及监测方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0611652D0 (en) * 2006-06-13 2006-07-19 Westerngeco Seismic Holdings Seabed seismic cables and methods of stabilizing same when deployed on a seabed
CN102359862A (zh) * 2011-08-12 2012-02-22 河海大学 粉沙质和淤泥质海岸泥沙运动数值模拟方法
CN107372263A (zh) * 2017-05-25 2017-11-24 中国水产科学研究院南海水产研究所 一种深水网箱的近岛礁单点系泊系统
CN107895059A (zh) * 2017-09-18 2018-04-10 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种淤泥质海岸高浊度海区岛礁促淤工程模拟方法
CN108256137A (zh) * 2017-09-18 2018-07-06 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种强潮河口湾人工岛作业区港池航道回淤模拟方法
CN110222462A (zh) * 2019-06-18 2019-09-10 南京麦慎数字科技有限公司 海底挖沟工程预测方法、装置及服务器
CN112216068A (zh) * 2020-09-02 2021-01-12 广东电网有限责任公司 一种海缆冲刷监测预警保护系统及方法
CN112580270A (zh) * 2020-09-21 2021-03-30 海洋石油工程股份有限公司 一种海底沙波演变模拟方法
CN112989681A (zh) * 2021-05-19 2021-06-18 广东电网有限责任公司湛江供电局 一种用于海底电缆路由区的海床冲淤预测分析系统和方法
WO2022036752A1 (zh) * 2020-08-18 2022-02-24 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 基于海流设计流速的海床基础局部冲刷深度确定方法及系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0611652D0 (en) * 2006-06-13 2006-07-19 Westerngeco Seismic Holdings Seabed seismic cables and methods of stabilizing same when deployed on a seabed
CN102359862A (zh) * 2011-08-12 2012-02-22 河海大学 粉沙质和淤泥质海岸泥沙运动数值模拟方法
CN107372263A (zh) * 2017-05-25 2017-11-24 中国水产科学研究院南海水产研究所 一种深水网箱的近岛礁单点系泊系统
CN107895059A (zh) * 2017-09-18 2018-04-10 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种淤泥质海岸高浊度海区岛礁促淤工程模拟方法
CN108256137A (zh) * 2017-09-18 2018-07-06 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种强潮河口湾人工岛作业区港池航道回淤模拟方法
CN110222462A (zh) * 2019-06-18 2019-09-10 南京麦慎数字科技有限公司 海底挖沟工程预测方法、装置及服务器
WO2022036752A1 (zh) * 2020-08-18 2022-02-24 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 基于海流设计流速的海床基础局部冲刷深度确定方法及系统
CN112216068A (zh) * 2020-09-02 2021-01-12 广东电网有限责任公司 一种海缆冲刷监测预警保护系统及方法
CN112580270A (zh) * 2020-09-21 2021-03-30 海洋石油工程股份有限公司 一种海底沙波演变模拟方法
CN112989681A (zh) * 2021-05-19 2021-06-18 广东电网有限责任公司湛江供电局 一种用于海底电缆路由区的海床冲淤预测分析系统和方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ISAAC MAWBY等: "Marine renewables power distribution hub", 《IEEE XPLORE》 *
尹超等: "随机波浪作用下黑泥湾冲淤演变的数值模拟", 《海洋地质前沿》 *
李大鸣等: "考虑波浪辐射应力的潮流泥沙数学模型", 《海洋通报》 *
白玉川等: "潮流波浪联合输沙及海床冲淤演变的理论体系与其数学模拟", 《海洋与湖沼》 *
肖天葆: "数值模拟中海床临界冲刷切应力的计算方法", 《水道港口》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116090168A (zh) * 2022-11-29 2023-05-09 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司 一种基于预测冲刷深度的海缆裸露风险评估方法
CN116090168B (zh) * 2022-11-29 2023-10-27 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司 一种基于预测冲刷深度的海缆裸露风险评估方法
CN115951361A (zh) * 2023-03-13 2023-04-11 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 基于大数据平台的海上风电桩的智能地形扫测方法
CN115951361B (zh) * 2023-03-13 2023-05-30 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 基于大数据平台的海上风电桩的智能地形扫测方法
CN117454720A (zh) * 2023-12-21 2024-01-26 浙江远算科技有限公司 一种极端天气海上风电场冲刷风险仿真预测方法和设备
CN117454720B (zh) * 2023-12-21 2024-03-29 浙江远算科技有限公司 一种极端天气海上风电场冲刷风险仿真预测方法和设备
CN117456074A (zh) * 2023-12-22 2024-01-26 浙江远算科技有限公司 基于数字孪生仿真的海上风电冲刷坑三维渲染方法和设备
CN117456074B (zh) * 2023-12-22 2024-04-19 浙江远算科技有限公司 基于数字孪生仿真的海上风电冲刷坑三维渲染方法和设备
CN118013862A (zh) * 2024-04-09 2024-05-10 湖南大学 一种风电场短期电压稳定性仿真模型构建、评估及监测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115392098B (zh) 2023-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115392098B (zh) 基于水沙数值仿真的海上风电海缆裸露预测方法和系统
Kim et al. Wave set-up in the storm surge along open coasts during Typhoon Anita
CN112711899B (zh) 一种蒸发波导高度的融合预测方法
Zhang et al. The influence of seasonal climate on the morphology of the mouth-bar in the Yangtze Estuary, China
CN112949140A (zh) 一种基于动态条件的大型船舶安全乘潮入港的方法
JP6521777B2 (ja) 津波監視システム
CN102253385A (zh) 基于合成孔径雷达图像和内波模型的海洋内波预测方法
CN115221721A (zh) 一种基于roms的区域海域潮汐潮流数值模拟方法
CN105260571A (zh) 一种滩浅海水动力模拟方法
CN111368406A (zh) 连续深度基准面构建方法
CN106932484A (zh) 一种基于光纤传感器的河床特性的测量方法
Gunawan et al. Assessing and Testing Hydrokinetic Turbine Performance and Effects on Open Channel Hydrodynamics: An Irrigation Canal Case Study.
CN114329950B (zh) 基于动态概化的斜坡式潜堤波浪水动力影响数值模拟方法
CN115935732A (zh) 一种复杂感潮河网的多源复合灾害淹没风险的模拟方法
CN107367735A (zh) 一种在役油气管道河流穿越段电磁‑声波检测方法
Pérez-Ortiz et al. A systematic approach to undertake tidal energy resource assessment with Telemac-2D
CN103422463B (zh) 梯级通航枢纽物理模型数学模型一体化试验方法
Xu et al. Numerical assessment of non-uniform terrain and inhomogeneous wave–current loading effects on the dynamic response of a submerged floating tunnel
JP2003150889A (ja) 流動シミュレーション表示システム
Hodgins et al. Numerical model of stratified estuary flows
Morozov et al. Polar frontal zone of the Barents Sea Western Trough based on the direct measurements in 2007
CN117454720B (zh) 一种极端天气海上风电场冲刷风险仿真预测方法和设备
Al Shoubaki Wave climate of northern aegean coastline of Turkey: Empirical and numerical method comparisons
CN116595912B (zh) 海上浮式结构物远距离拖航的模拟方法
Youssef The integrated stability analysis of offshore pipelines

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant