[发明专利]一种海底沙波演变模拟方法

权利要求书

1.一种海底沙波演变模拟方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1：确定目标海域，获取目标海域的水深数据和潮流数据，提取调和常数，并采用所述调和常数设置目标海域的边界条件；

S2：结合目标海域的水深数据和潮流数据，基于浅水方程构建所述目标海域的水动力数值模型，用所述调和常数驱动所述水动力数值模型，计算获取所述目标海域的潮流时程曲线，所述目标海域的潮流时程曲线的计算原理为：浅水方程采用有限差分方式进行空间离散，并采用交替方向隐式求解浅水方程；

S3：对所述潮流时程曲线进行傅里叶变换，确定所述目标海域的占主导的潮流的流速幅值和相位；

S4：结合所述占主导的潮流的流速幅值和相位，设置不同波长地形并对应构建不同的垂向二维水动力地貌模型，模拟不同波长的沙波演变情况，其方法为：将获取的流速幅值和相位作为动力条件分别输入垂向二维水动力地貌模型，该模型采用的控制方程为浅水方程，方程求解方式与潮流时程曲线的求解方式相同；泥沙输移分为悬移质输沙和推移质输沙，悬移质输沙基于泥沙浓度的对流扩散方程进行求解，推移质输沙基于van Rijn提出的经验公式求解；获取泥沙输沙率后，根据地形变化的连续性方程可以求出地貌变化；

S5：分析不同波长地形的演变结果，得到所述目标海域的特征地貌波长和特征地貌波高，模拟出所述目标海域的沙波形态，所述目标海域的特征波长计算方法为：在计算特征波长时，对所有不同沙波波长地形在两个潮周期内的演变进行计算。

2.根据权利要求1所述的海底沙波演变模拟方法，其特征在于：S1中所述的目标海域的水深数据是基于国际公开的水深数据库ETOPO1获取的，所述目标海域的调和常数是根据国际公开的潮汐数据库FES2012进行插值获取。

3.根据权利要求1所述的海底沙波演变模拟方法，其特征在于：S4中设置的不同沙波波长的地形，沙波均为微小振幅。

4.根据权利要求1所述的海底沙波演变模拟方法，其特征在于：S5中所述特征地貌波长为所有不同沙波波长地形的演变结果中增长率最大的。

5.根据权利要求4所述的海底沙波演变模拟方法，其特征在于：S5中所述特征地貌波高是通过特征地貌波长地形进行长时间的地形演变计算，得到的平衡状态波高。