基于ECOMSED 模型的湛江湾水道三维潮流数值模拟

采用半隐式的ECOMSED(Estuarine,Coastal and Ocean Modeling System with Sediments)三维海洋紊流模式,建立湛江湾湾顶水道的三维潮流数值模型。模型的水平方向采用加密的正交网格以贴合岸线边界,垂向上采用σ坐标以更好地拟合海底地形。通过验证,模拟结果与实测数据符合良好,表明运用该模型可以较好地预报湛江湾的潮流动力特性。为进一步研究湛江湾水道附近水域的温盐变化、泥沙输运提供技术支持。     

辽东湾顶太-葵管道路由区潮流场三维数值模拟

辽河油田太-葵管道路由区位于辽东湾顶潮汐水道区,研究利用普林斯顿大学的河口、陆架和海洋模式(ECOM),考虑M2、S2、K1、O1四个主要分潮的影响,对辽东湾顶三维潮流场进行数值模拟,并着重对太-葵管道路由区进行动力分析。潮位和潮流的验证表明,该文建立的模型可以较好地用于辽东湾顶流场的预报模拟,为将来工程建设对海洋生态环境影响、保证海上工程的安全等研究奠定基础。     

葫芦岛港柳条沟港区规划潮流泥沙数模研究

建立了基于不规则三角形网格的考虑波浪作用的潮流泥沙数学模型，在对模型进行充分验证的基础上，对葫芦岛海域的潮流、泥沙场的进行了数值模拟，对该海区的潮流扬、泥沙场特征进行了分析；对萌芦岛港柳条沟港区规划方案进行了潮流、泥沙场模拟研究。详细分析了工程前后港池和航道的流扬变化，计算了航道的横流，预报了规划港区港池和航道的泥沙年淤积量，为港区的规划设计提供了科学依据。     

珠江出海口咸潮数值模拟技术

珠江三角洲是中国经济发展速度最快的地区之一,但珠江出海口咸潮上溯的情况日益严重,已经严重影响珠江口的取水安全;对每年枯水期珠江口咸潮上溯的情况进行预警预报,从而采取相应的抑咸措施具有重大意义。文章通过建立珠江三角洲的二、三维嵌套水流盐度数学模型,采用2005年1月的枯水期实测潮流盐度资料对模型进行率定,数学模型的计算结果与实测拟合较好,说明该模型运用于珠三角咸潮数值模拟的可靠性,为咸潮预警预报技术的下一步研究奠定基础。     

番禺4-2油田溢油数值模拟

采用三维浅海湖波定解方程组,建立番禺附近海域的三维潮流数值模型来计算潮流和潮位变化情况,开边界采用调和常数计算的水位来驱动,潮流和潮位验证结果较好,模拟结果较真实的反应了番禺附近海域的潮流和潮位情况.在潮流模拟验证正确的前提下,建立溢油预测数值模型,采用欧拉-拉格朗日追踪方法,对油膜中心轨迹进行预测,并预测出油膜的平均...     

基于混合有限分析法的三维浅海湍流模型及验证

文章以具有自由表面的三维非线性Navier-Stokes方程组为基本控制方程,垂向采用σ坐标变换后得到三维浅海湍流数学模型。数值模拟求解方法采用具有自动迎风、精度高及稳定性好的混合有限分析法求解,最后,以渤海湾潮流模拟算例验证了文中模型及其混合有限分析解法模拟潮流的正确性和应用于工程实际问题的适用性。     

北部湾三维潮汐潮流数值模拟

潮汐潮流变化对海洋建设、民生、国防等方面都有重大意义,深入了解北部湾潮汐潮流变化可为北部湾沿海港口航道建设等提供重要的参考依据。本文基于有限体积海岸海洋模型(Finite-volume coastal ocean model, FVCOM)建立了一个三维潮汐潮流数值模型,对北部湾的潮汐潮流进行数值模拟分析,同时收集了历史潮位站、2个实测潮位站以及4个海流实测站点数据对模型结果进行对比验证。结果表明,北部湾湾内以规则全日潮为主,湾内同时存在规则全日潮流、不规则全日潮流以及不规则半日潮流,潮流运动形式主要以往复式潮流为主。在涨落急流场中,最大流速点位于琼州海峡口处,流速达到157 cm/s,计算得到的最大可能流速也位于琼州海峡内。北部湾内余流平均流速为2 cm/s,余流通过琼州海峡从外海进入北部湾,并沿着广西近岸流动,在湾内形成一个气旋式环流。通过与实测资料对比,本研究所进行的数值模拟结果与实测资料基本吻合,能够反应出近年来北部湾水动力状况,为北部湾海洋工程建设以及环境保护提供了重要的科学依据。     

各向异性背景场误差协方差构建及在“凡亚比”台风的应用

利用相临过去时段预报结果中同一时刻不同时效的模式预报场差异,计算预报误差协方差,并基于集合-变分混合同化系统将其与静态背景场误差协方差结合,从而在同化系统中构建了具有各向异性和一定流依赖特征的背景场误差协方差。单点观测理想试验显示本方案改善了静态模型化背景场误差协方差的各向同性和流依赖性问题。“凡亚比”台风的一系列同化及模拟试验表明,从台风路径、强度等方面本文方案的效果都要优于三维变分法。本文方案在不需要集合预报,计算量与三维变分法相当的情况下,给同化系统引入了各向异性、一定流依赖特征的背景误差协方差,因此本方案适于在计算资源较为紧缺情况下,对时效要求较高的预报业务中应用。     

动边界技术在POM模型中的研究与应用

POM(Princeton Ocean Model)是基于原始方程组的三维斜压海洋模型,其垂向采用σ坐标,便于引入大陆架地形,因此被广泛地应用于河口近岸海域的潮流数值模拟中。但是POM采用固定边界,无法模拟河口近岸海域由于涨落潮而引起的漫滩流。本文概述了国内外动边界技术的研究进展,分析了各种方法的利弊,提出了一种适合于POM模型的干湿法动边界处理技术。该方法以单元为干湿判断对象,保证了水量平衡和计算精度。将该动边界技术引入POM模型中,成功地模拟了南通海域的潮流场,较好地重现了涨落潮造成的潮间带间歇性出没。验证结果表明计算值与实测值吻合较好,真实地反映了该海域的水动力特征。     

黄河口二维潮波泥沙有限元数学模型及应用(Ⅰ)——模型及其验证

分析了建立黄河河口泥沙有限元模型的必要性,并结合黄河河口实际情况,建立了黄河河口二维潮流和泥沙数学模型。从数学模型模拟计算得到的潮位、流速和冲淤验证结果可以看出,由模型模拟的潮汐和潮流的等海洋动力特性以及泥沙冲淤和海底变形都与实测资料一致,表明建立的河口泥沙二维有限元数学模型可进行黄河河口的潮汐、潮流和泥沙运动及海底冲淤演变的模拟与预测。