[发明专利]一种跨海桥梁风‑浪‑流耦合场观测和模拟系统

摘要

本发明公开了一种跨海桥梁风‑浪‑流耦合场观测和模拟系统，包括风观测系统、波流观测系统、潮位观测系统、数据采集存储系统和风‑浪‑流耦合场数值分析系统。风观测系统含多个风观测站，位于桥位两岸陆地上，进行梯度风观测。波流观测系统含多个波流观测站，位于桥位附近水域，进行连续波面和分层流速观测。潮位观测系统含多个潮位观测站，位于桥位附近临岸水域。风、波浪、海流、潮位的空间相关、时间同步和连续的观测数据保存在数据采集存储系统。基于上述观测数据，风‑浪‑流耦合场数值分析系统建立风‑浪‑流耦合场数值模拟模型，经验证和校准后，结合历史观测数据，分析得到作用在桥梁上的空间相关、时间同步的风‑浪‑流耦合场特征参数。

主权项

一种跨海桥梁风‑浪‑流耦合场观测和模拟系统，其特征在于，该系统包括风观测系统(1)、波流观测系统(2)、潮位观测系统(3)、数据采集存储系统(4)和风‑浪‑流耦合场数值分析系统(5)，其中：风观测系统(1)包括N个用以进行多站同步沿高度的梯度风观测的风观测站(6)，这N个风观测站(6)设于桥位两岸陆地开阔地带(9)，N为大于或等于2的自然数；波流观测系统(2)包括M个用以进行水深大于50m深海海域的多站同步的波面和分层流速观测的波流观测站(10)，这M个波流观测站(10)设于桥位附近水域(8)，坐落在桥位附近海底(11)，M为大于或等于2的自然数；潮位观测系统(3)包括K个用以进行多站同步潮位观测的潮位观测站(12)，这K个潮位观测站(12)设于桥位附近临岸水域，K为大于或等于2的自然数；数据采集存储系统(4)，通过有线或无线方式连接于风观测系统(1)、波流观测系统(2)和潮位观测系统(3)，实时或不定期采集并保存风观测系统(1)、波流观测系统(2)和潮位观测系统(3)对风、波浪、海流和潮位的观测数据；风‑浪‑流耦合场数值分析系统(5)，连接于数据采集存储系统(4)，利用数据采集存储系统(4)采集的风观测数据得到桥位(7)区域的三维风场，并利用数据采集存储系统(4)采集的波浪、海流、潮位观测数据得到桥梁风荷载作用关键点位置(14)、波浪和水流荷载作用关键点位置(15)的空间相关、时间同步的风‑浪‑流耦合场特征参数。