环境流体动力学数学模型在太平水道潮流场计算中的应用

采用环境流体动力学数学模型对太平水道潮流场进行了计算，计算中用水平方向上的曲线正交坐标与垂直方向上的Sigma坐标相结合以及三维数学模型二维化的方法。计算结果与实测结果比较表明：模型较好地重演太平水道潮流场，可以用于工程实际中的沿岸及受潮汐影响的水道潮流场问题的计算。     

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。     

非结构网格生成法在二维潮流数学模型中的应用

文章基于Delaunay三角化的思想实现了非结构化数值网格生成技术,并LOP(Local Optimization Procedure)算法对网格进行了优化。用有限体积法在非结构三角形网格上对平面二维潮流方程进行了数值求解。实例应用分析表明,文中的数值网格生成技术和有限体积方法相结合用于求解具有复杂几何边界区域内的潮流问题能取得很好的结果。     

二维动床数学模型在某地铁隧道冲刷深度研究中的应用

河床冲淤是河床在垂直方向上演变的一种形式,它对于河道行洪排涝、涉水工程安全、航道运行乃至自然景观都会产生一定的影响,研究河道冲淤变化具有重要现实和理论意义。本文以宁波市地铁2号线下穿姚江工程为例,应用二维潮流泥沙数学模型与经验公式计算相结合的方法,对在遭遇不同洪潮组合条件下地铁线位处河床的最大冲刷深度进行了研究,为地铁工程的设计提供重要参考依据。研究结果表明,洪水频率越小,工程线位附近河段的最大冲刷深度愈大,冲刷发展呈先加快后减慢的态势。     

ECOM模式在胶州湾潮流计算中的应用

将ＥＣＯＭ模式应用于胶州湾分潮的潮汐与潮流数值模拟,结果与观测资料符合较一维潮流水平与垂直分布结构以及若干个潮致余流涡的水平分布状况。     

潮流泥沙数学模型在青岛港挡沙堤工程的应用

考虑波浪辐射应力对潮流场和泥沙运动的影响,建立了青岛港前湾三期码头前沿挡沙堤工程二维潮流泥沙数学模型。在采用实测资料验证的基础上,运用模型对本海域在无挡沙堤及不同挡沙堤长的各种方案的流场变化和泥沙回淤情况进行计算研究。结果表明,无挡沙堤时,由于三期工程的建设缩窄了河口至海区的断面面积,断面西侧的浅水区水流速度增大,容易掀起泥沙输移至断面东侧开挖后的深水区,使泥沙在码头前港池中落淤,码头前沿最大淤积强度约为0.818 m/day;而建设挡沙堤后将显著减小码头前沿的泥沙淤积。经过比较,从挡沙堤附近流场与港池航道回淤情况的角度考虑,认为方案二对码头前沿拦沙的效果较好。     

四塘港区波浪数学模型试验研究

琼州海峡铁路轮渡是我国第一条铁路轮渡工程,本文针对海峡北部四塘轮渡港口,采用ＰＥＭ方法与Ｂｏｕｓｉｎｅｓｓｑ 方法相结合的嵌套模型,对五种港口设计方案进行波浪传递及港内泊稳数学模型研究,为港区总体布局和水工构筑物结构设计提供了依据。     

海岸河口三维潮流数学模型

本文采用有限元法建立了适用于海岸河口浅水地区的三维潮流数学模型，垂向采用绝对分层坐标系统，将整个水柱分成若干层，在每层内通过垂向积分平均，将三维问题简化为多个平面二维问题。在求解有限元方程中，引入集中质量矩阵技术，在时间上采用两步ＬａｘＷｅｎｄｒｏｆｆ格式，使有限元方程直接以显式解出，不需联立求解，节省了大量的计算时间和计算内存，通过模拟表面切应力作用在矩形水地上而引起的水流，计算结果与分析解比较一致，并将本模型应用到香港维多利亚水道中，计算结果与实测值亦符合较好，证明本模型是一个实用而有效的三维潮流数学模型。     

OpenMP在水动力数学模型并行计算中的应用

采用PGI Fortran7.1-2(Portland Group)的OpenMP技术对二维水动力数学模型进行了并行优化试验。并行后,数学模型运行时间明显减少,在对同一算例的水流计算模拟中,串行和并行所需运行时间分别为5 336.781 s和3 454.296 s,平均加速比为1.56,平均并行计算节省时间36%,明显提高了水动力学数学模型的运算速度。     

三维陆架海模式在渤海中的应用Ⅰ.潮流、风生环流及其相互作用

本文用三维陆架海模式(HAMSOM)对渤海的潮汐、潮流和风生环流进行了研究.潮波模拟结果较好,给出了主要分潮的潮位等振幅线和同潮时线、潮汐性质、潮流等振幅线和同潮时线、潮流椭圆、潮流性质和潮余流.指出在辽东半岛外海(老铁山水道北侧),存在一对潮生的气旋和反气旋的岬角旋涡对.渤海的风生环流具有显着的三维结构:中上层为基本沿风向的流动,而在水深较大处的中下层有明显的补偿流;风与潮的相互作用在渤海是显着的,表现为实际的风生环流在弱潮余流区域比单纯的风生环流要弱得多.     

深圳—香港九龙半岛运河工程的规划研究

在分析深圳河污染成因的基础上,从海岸海洋的角度提出了深圳—香港九龙半岛运河工程的规划设想。该工程东起大鹏湾的沙头角湾,经深圳与香港陆地交界处到深圳西部深圳河的入海口,总长度约为27.6km,其中沿用深圳河部分河段长16.6km,开凿约11km,同时重点阐述了运河工程规划设计的理论依据,即利用深圳湾与大鹏湾潮汐特征的差异与引潮闸的人为控制,使运河的水体流向固定起到冲洗深圳河深圳湾的目的,并论述了运河工程的规模尺寸,运河工程的生态、航运以及旅游功能等,最后说明了运河工程在实施过程中可能涉及到的一些实际问题,为从根本上解决深圳河、深圳湾的污染问题提出了较为可行的工程规划设想。     

潮流、波浪综合作用下河口二维悬沙数学模型

本文根据河口水流动力特性和泥沙变化规律，把波浪运动概化为具有时均意义的波浪流分布场，将“波流幅射应力”、“波流摩阻力”以及“波流挟沙力”三个要素归纳到水流运动方程和悬沙输送方程中去，构成潮流、波浪综合作用下河口二维悬沙数学模型计算系统。通过对珠江口黄茅海悬沙冲淤过程的实际算例，表明该系统模拟河口悬沙在潮流和波浪综合作用下的分布特性和冲淤趋势方面，具有良好的应用前景。     

Boussinesq方程波浪数学模型的应用

介绍了Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ 方程的推导过程和发展过程,基于深水和缓变地形的色散关系,建立了Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程的波浪数学模型。该模型可以产生波浪,模拟吸收边界和不同反射率的反射边界。该模型可用于研究深水和浅水地区波浪的浅水变形、折射、绕射和反射     

考虑波浪辐射应力的潮流泥沙数学模型

根据海岸河口地区潮流、波浪、泥沙的运动特点及其相互作用机制,考虑了波浪场产生的"波浪辐射应力"和"波流挟沙力"动力要素对潮流场和泥沙运动的影响,在泥沙扩散方程中考虑了紊动水流作用,采用有限元加权集中质量法,建立了考虑波浪作用的潮流泥沙数学模型,并利用锦州港港区的潮流及泥沙资料对模型进行了验证。验证结果表明,潮位吻合良好,流速、流向、含沙量分布基本相似。在此基础上,模拟了工程建设前后,港区附近潮流场和泥沙淤积的变化,分析了泥沙骤淤现象。模拟结果表明,该数学模型能够适用于海岸河口地区潮流、泥沙的模拟,为波浪作用下潮流场和泥沙淤积的预测提供一种新的模拟方法,具有良好的应用前景。     

二维潮流数学模型的四边形等参单元法

本文在有限差分和有限元法的基础上，采用四边形等参单元，对在河海域进行了潮流数学模型计算，计算表明：该方法既能较好地拟合边界，又可减少网格划分等前期工作，所得结果与实测资料基本一致。     

分步分层拟三维水流数学模型及其在廉州湾潮流计算中的应用

以Navier-Stokes方程为基础,经代数坐标变换导出模式方程,然后在该坐标系下将三维流场进行垂直分层,并在每一层内积分模式方程。在数值模拟求解方面,采用分步、特征差分近似与Galerkin集中质量有限元相结合的方法进行求解。在实际应用方面,对广西廉州湾潮流进行了三维模拟计算。     

热带气旋气候数学模型的预报应用

使用西太平洋海温格点资料,选取若干个因子,组成多个复合因子,建立权重方程,使得单因子的相关系数信度检验0．05提高到复合因子的信度检验0．01,权重方程的信度检验提高到0．001。用权重方程产生的突变的高阶非线性预报方程,其Y与X的相关系数比1阶线性方程提高5％左右。自1999年至今,热带气旋年、月频数气候预测的模型投入到实际预报应用,其预报准确律达到75%～90％。使用非线性预报模型作了逐日气压、逐日雨量的气候预测。将沿海气压场、雨量场的气候预测结果用于分析、制作热带气旋登陆中国以及广东地区的时段、地段的气候预报,准确率达80％～90％。     

大、小洋山建港总体规划中的水流泥沙问题

水流、泥沙一直是建港中关键问题之一。从现场水文泥沙条件分析和数学模型计算等方面,分析比选了洋山港规划方案,提出了洋山港总体规划以单通道方案为宜,不但能简化现场的复杂的水流,选择合适的口门宽度还能维持深槽水流、水深条件,经计算分析提出了西口门宽度为3．5km的规划方案较好,此外还从平衡水深的角度对单通道方案的维持水深进行了计算。     

海岸三维潮流数学模型的研究及应用

本模型以三维Navier－Stokes方程为基础,经σ-坐标变换得模式方程,然后选用特殊的插值函数,利用有限元和差分相结合的方法求解.所建模型可适应具有较为复杂岸线和海工建筑的海域潮流计算,可进行局部加密,同时能以较高分辨率揭示三维潮流的空间结构特征.本潮流模型具有省时、简便的特点.