水域大气近地层风速廓线

版本:202301

  本计算程序根据已知风速和气温数据构建水域大气近地层风速廓线。

  本计算程序的核心理论框架是两种大气近地层风速廓线模型(KEYPS和B-D)及大气边界层阻力定律。关于这两种模型和大气边界层阻力定律的基本知识,详见李怡(2023)中的第一章。本计算程序采用李怡(2023)第一章中的计算方法、原则及经验系数,各经验系数的取值详见于其中的第1.3节及相关附录。

  出于比较目的,本计算程序也按以下四个规范和手册的方法,推算水面以上10 m处的风速 (U10),即很多工程问题中的标准风速:

  • 《港口与航道水文规范》(JTS 145-2015) (交通运输部 2015)
  • Shore Protection Manual (USACE 1984)
  • Coastal Engineering Manual (USACE 2015)
  • API RP 2A-WSD (API 2014)

  原则上,Shore Protection Manual (SPM) 已被Coastal Engineering Manual (CEM)替代。对于风速推算,二者采用的方法和系数有所区别,但也一定的联系。为方便比较,在此将SPM的结果一并列出。

  本计算所采用的方法、原则及经验系数主要针对海岸工程、海洋工程和水利工程等领域的应用;它们可能也适用于其它相关领域,但读者需要判别适用性,并正确解读、应用其计算结果。

  滨水工采用Python 3.9.0 (van Rossum等 2022)开发本计算程序。


参考文献

API (2014) API RP 2A-WSD: Planning, Designing, and Constructing Fixed Offshore Platforms - Working Stress Design (22 Edition).

交通运输部 (2015) 港口与航道水文规范 (JTS 145-2015). 人民交通出版社。

李怡 (2023) 海岸及水道工程专题 第1卷(第1版). 中国出版社。

USACE (1984) Shore Protection Manual: Volume I

USACE (2015) Coastal Engineering Manual: Part II (Coastal Hydrodynamics)

van Rossum, G., and the Python Development Team (2022) The Python Language Reference (Release 3.9.13),Python Software Foundation (http://www.python.org)