波浪能传播规律的数值分析

李靖， 郑崇伟， 刘克建， 张广文， 孙晓芳

(1.航天系统部，北京 100094； 2.海军大连舰艇学院，辽宁大连 116018; 3.中国科学院大气物理研究所 LASG国家重点实验室，北京 100029； 4.中国海洋大学，山东省海洋工程重点实验室，山东 青岛 266100; 5.中国人民解放军91001部队，北京 100841)

波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，具有无污染、分布广、可再生、储量大等优点。波浪发电可为海水养殖场、海上灯船孤岛、海上气象浮标和石油平台等常规能源难以方便利用的场所提供电力[1-3]，也可并入城市电网向工业和居民生活用电提供支撑，但由于受风向、风速和水深等因素影响，波浪能由离岸、近岸传播至沿岸时其能量变化规律有所不同，因此了解掌握波浪能的传播规律，对波力发电站选址等波浪能开发利用具有重要现实意义。目前，国内外对波浪能资源评估、单站能量采集等研究较多，如WAN等[4]利用西太平洋高度计数据研究了波浪能量资源评估方法，韩林生等[5]利用MIKE21 SW波浪模型结合实际观测对山东诸岛北部海域(中国建设中的波浪能试验场)波浪场进行模拟计算，分析了该海域波浪能资源分布情况，并评估了发电装置可进行试验测试的有效时间，万勇等[6]利用ERA-Interim再分析海浪场资料对山东半岛近岸海域波浪能的开发潜力进行计算评估，并对优势区域重点单站波浪能的集中度进行了分析。但目前对波浪能传播规律的研究还较少，如过去一直认为远海浪大因而波浪能资源较近岸更为丰富，但Folley[7]指出波浪由离岸传播至近岸时能量损失很小，近岸30 m水深的波浪能流密度大于距岸较远处50 m水深的能流密度，且浅水处的波浪能较深水处波浪能仅损失10%。……