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东海区域风浪场耦合特性数值模拟研究的任务书
任务书
任务名称：东海区域风浪场耦合特性数值模拟研究
1、背景和意义
东海是我国重要的海洋区域之一，具有重要的经济、战略地位。其海洋资源丰富，包括渔业资源、石油天然气、矿产资源以及风能、潮汐能等可再生能源。在海洋开发利用过程中，了解和掌握东海风浪场的动态特性是至关重要的。由于海浪和风场在空间和时间上广泛交织，因此风浪场的耦合特性对于海洋工程设计和海洋环境保护具有重要的意义。
数值模拟是研究海洋环境动力特性和风浪场耦合特性的重要手段。数值模拟技术将大量的实验数据和理论推导进行数值计算，使得研究人员可以更加全面、精确、细致地了解海洋环境和风浪场的动态特性，从而更好地指导海工结构物的设计、建造和运营。因此，本研究的意义在于利用数值模拟技术研究东海风浪场耦合特性，对于推动我国海洋工程技术的发展和海洋环境保护具有重要的现实意义和长期战略意义。
2、研究内容
（1）研究目标：
本研究旨在利用数值模拟技术，研究东海风浪场耦合特性，包括风浪场的时空分布特征、风浪场的相互作用规律以及风浪场对海洋工程的影响等方面的内容。
（2）研究内容：
1）建立数学模型，包括微观浪型平均流模型，根据模型对海浪、风场的耦合作用进行分析。
2）收集和整理各类数学模型初始参数和边界条件，进行数值计算，模拟东海风浪场的实时动态特性。
3）评估风浪场耦合作用对海洋工程设计和运营的影响，分析不同海洋工程结构物对风浪的响应特性。
4）构建不同的数值模拟场景，包括海洋环境场景和海洋工程场景，对结果进行评估和验证，提高模型的精度和实用性。
5）撰写研究报告和学术论文，对研究结果进行总结和分析，向学界和业界推广研究成果。
（3）研究范围：
本研究的研究范围主要集中在东海区域，包括浙江、上海、江苏和福建沿海区域等。研究时间跨度为多年，主要分析东海风浪场的季节性变化和长期动态变化趋势。针对不同海洋工程结构物（如海上风电场、海洋油气平台等），可针对性地设置不同模拟场景。
（4）预期成果
1）完整的东海风浪场耦合特性的数值模拟技术，为海洋工程的设计和运营提供可靠的理论依据。
2）比较全面的分析和评估结果，包括风场、浪场的时空分布特征、风浪场的耦合作用规律以及风浪场对海洋工程的影响等方面，为海洋工程开发和环保提供决策依据。
3）发表学术论文数量不少于3篇，推广研究结果，为提高我国海洋环境研究和发展海洋工程技术提供理论支撑。
3、研究方法
本研究采用数值模拟与验证相结合的研究方法，主要包括以下步骤：
1）精选数学模型和算法，包括微观模型和平均流模型等，通过建立数学公式和计算模型进行数值计算和模拟。
2）收集和整理观测数据和实验数据，设置数值模拟场景，评估并比较数值模拟结果和实验结果的精度和可靠性。
3）针对模拟结果进行进一步的分析和评估，分析和讨论各种异常和不典型情况的可能性和概率，结合实际工程设计和运营需求，提出相应的建议和规范。
4、进展及时间安排
本研究计划于2022年启动，2025年底完成。预计完成以下阶段的任务：
1）2022年：调研和文献综述和材料搜集
2）2023年：数值模拟模型设计和验证实验
3）2024年：数值模拟结果分析和海洋工程场景模拟
4）2025年：撰写研究报告和学术论文
5、预算及经费来源
本研究的经费预算为200万元，拟由地方政府、企业、高校和有关科研项目资助共同支持。经费的使用将严格按照预算，报销流程透明，严格遵守相关法律法规及财务制度，设尽量少的开支费用，全部用于实验、材料、人员和设备的购置、使用和运营，以保证高质量的研究结果。
6、研究成果服务
本研究的主要成果将用于指导海洋工程的设计、建造和运营，以及制定和改进海洋环境保护的有关法规、标准和规范。同时，研究成果还将用于学术领域的推广，提高中国的海洋环境研究和海洋工程技术的水平，推动我国海洋科技和经济的发展。