海水漂流线路绘制算法的探讨

本文利用数学建模的方法，将一个绘制海水漂流线路的问题转化成一个数学问题，得出了用计算机绘制流线的算法，以及描绘光滑流线的算法、此算法曾在宁波杨公山石化码头的建设中获得很好的应用效果。实践证明这种算法在编制处理程序中具有明显的优势。     

核电站附近海域漂流海藻的漂移路径数值模拟

研究核电站附近海域漂流海藻的漂流路径对保障核电站冷源安全具有重要意义。本研究根据辽东湾东部海域漂流海藻的分布特征,构建该海域的二维水动力和粒子追踪数值预测、预报模型,基于近年实际观测的海流和潮位数据,对水动力模型进行验证,并根据2019年5月至8月释放北斗和GPS浮标采集数据,对该海域相同工况下的海藻漂移路径进行校验,均吻合良好。同时,对该海域7月大潮期,取水口附近海域的海藻堵塞风险进行了模拟分析,得到各不同工况下,漂流海藻到达取水口定义威胁区范围内的时间。结果表明,该数值模型能够对漂流海藻的漂移路径进行准确模拟,可为科学规避或有效减轻漂流海藻对核电站冷源取水口的堵塞风险提供技术支撑。     

深度和流速依时变化水域中海浪折射数值计算

绘制海浪折射图对海岸建筑物的设计、海岸带的开发利用、近岸波的计算及其他有关问题的研究是十分重要的。在常规下,就单一频率波绘制折射图时,总是假定绝对频率不随空间或时间改变,因此,只适用于小范围的沿岸区域,即海浪在该区域传播的时间尺度不长。这时,认为深度场是不随时间改变的^[1-4]。这些有关的理论和计算方法虽仍得到应用,但许多研究者发现了它们的限制和困难,并提出了各种改进途径,其中包括在折射中考虑绕射的影响,考虑摩擦、反射、流的影响及出现高阶谐波的影响等^[1]。考虑上述诸因素对改进海浪折射理论和计算是十分重要的。但必须指出,上述各种海浪折射的计算只适用于小范围的沿岸区域,均属定常模式。     

表层漂流浮标及其跟踪技术

漂流浮标是一种小型海洋资料浮标，具有自动采集海洋水文气象数据，自动定位与数据传输的功能，它可以在海洋中表层海流进行大尺度测量与描绘，属一次性使用仪器，其体积小，便于投放，按照不同的使用目的的可连续在海上工作几个月到两年。     

胶州湾的波浪数值计算

本文利用波浪方向的能量分布概念和公式,计算了胶州湾多年一遇的设计波浪要素,并绘制了整个胶州湾主要方向50a一遇波高和周期的分布图.由此可以了解胶州湾波浪的地域特征和方向差异.     

台风过程中浪致Stokes漂流对海洋上层温度影响的数值模拟

Stokes漂流对海洋上层温度变化具有重要影响。本文以"麦德姆(Matmo)"台风过程为例,基于浪流耦合模型,通过对比分析考虑和未考虑Stokes漂流的模拟结果,研究了台风过程中浪致Stokes漂流及其效应对海洋上层温度变化的影响。研究表明Stokes漂流及其效应与海浪大小的分布密切相关,海浪越大, Stokes漂流、Stokes输运和Ekman-Stokes数相对越大。Stokes漂流在台风过程中起降低海表面温度的作用,台风路径处的Stokes漂流及其效应较大,降温较明显,最大降温约2°C。产生降温的原因是Stokes漂流造成海表流场改变,以及Stokes输运引起海水辐散等作用加强了上下层海水质量和能量的交换。利用Argo资料进行验证,发现考虑了Stokes漂流作用的海洋上层温度模拟结果与Argo测量结果更接近。     

夏季南黄海风漂流的不同计算方法的对比分析

分别用Ekman有限深海风漂流计算公式,普林斯顿海洋模式（POM）数值计算了南黄海风漂流。通过对这两种方法的计算结果的对比分析得出：在水深较小时,模式计算的风漂流场与公式计算结果较为接近;而在水深较大时公式计算所得风漂流场与实际流场相差较大,模式计算的风漂流场则基本再现了夏季南黄海的环流结构;风速越大,两种计算方法所得的流场之间的差别越大。同时从数值试验的角度还得到夏季由于风速普遍偏小,风场对环流结构的影响都相对较小,热盐效应是控制夏季环流的主导因素。但当风速增大到一定程度时,环流结构会发生根本改变。     

2010 年夏季大连溢油事件期间北黄海漂流浮标移动轨迹的数值模拟

采用双层单向嵌套的普林斯顿大学海洋模式(POM)对2010年夏季大连溢油事件期间北黄海释放的表层漂流浮标的移动轨迹进行了数值模拟,模拟结果与实测轨迹基本吻合,模拟的表层流速纬向和经向分量与观测数据的相关系数在两观测点分别达到了0.6548,0.3659和0.4836,0.3961,均明显大于95%置信区间下的显著性临界值0.1946,但是模拟的浮标移动速度明显慢于观测。模拟出的速度时间序列在变化趋势上与实测吻合良好,但是流速数值相对于观测整体上偏小。该数值模拟系统能够较准确地模拟出2010年大连溢油事件期间北黄海的流场及漂流浮标的运动趋势,为北黄海的环境预警、灾害评估等相关研究提供有益的参考。     

青岛酸雾的数值计算

沿海城市工业迅速发展所造成的酸雾问题已引起了国内外环保部门的高度重视,如美国加州南部沿岸多次出现酸雾的pH值在3.0以下,最低为1.63。青岛地区1983年观测到酸雾pH值为4.22-4.52,而我们在1991年6-7月份的观测表明,pH平均为3.84,最低(娄山化工厂)为1.7,酸度有显著增强的趋势。近几年来青岛市酸雨的pH值平均为4.42,最小为3.48,可以看出,酸雾的酸性远较酸雨为强。因此城市酸雾的研究更为重要和迫切。 海雾是山东半岛沿海城市的主要气候特点,青岛是海雾发生的中心,大雾年平均为61.2天,轻雾106.9天,每年4-7月为海雾盛行期。海雾总是发生在逆温层结的大气中,在稳定的逆温层下,低空所产生的污染物不容易扩散到高空,使得排放的大量污染物质聚集在低层,与雾水混合酸化形成酸雾。 夏季的海雾多为平流雾,青岛海雾季节平流雾占总雾出现率的70.9%-80.4%(王彬华,1983;赵永平等,1994),因此研究平流冷却雾的生成与发展,以及雾发生条件下的大气污染与雾水酸化是研究酸雾的主要内容。本文在考虑了湍流交换、平流传输、长波辐射冷却、重力沉降和化学转换等过程的基础上,建立了二维平流辐射雾物理化学模式,模拟了海雾的形成发展、登陆和酸化等物理化学过程,计算了夏季二氧化硫的扩散,研究了海雾发生后青岛市区酸雾的二维分布,其结果与实测数据基本一致。这对于研究酸雾的形成机理,了解酸雾的发生背景,预测酸雾的未来发展和科学地制定酸雾的防治对策具有理论研究意义和实用价值。     

罗源湾潮流数值计算

研究罗源湾潮汐、潮流及潮波的传播,对罗源湾的开发及海岸工程建设具有一定的实际意义。为系统地了解罗源湾的潮汐、潮流状况,采用不规则三角形网格的分步杂交法,建立罗源湾海域二维变边界潮流数值模型,通过计算得到同潮时线与等振幅线、潮流椭圆、潮致欧拉余流分布及不同时刻潮流场分布。该海湾海流具往复流性质,潮汐、潮流均属正规半日潮,最大流速发生在可门水道。     

湄洲湾潮流数值计算

采用不规则三角形网格的分步杂交法,建立了湄洲湾海域二维变动边界潮流数值模型,通过计算得到最大潮流分布、同潮时线与等振幅线、潮流椭圆、潮致欧拉余流分布及不同时刻潮流场分布。     

浅析SVP使用的表层漂流浮标及在我国的应用现状

漂流浮标日渐在我国受到重视和应用,本文着重介绍ＴＥＣＨＮＣＣＥＡＮ公司生产的测温型拉格郎日浮标构造、原理,数据传输及１９９６年以来在我国数次海洋调查活动中使用漂流浮标的情况。文章还阐明经努力可达到的目的。     

涌潮冲击丁坝的数值计算

鉴于钱塘江涌潮水流复杂多变和带有自由表面的情况,采用VOF方法追踪自由表面,考虑各向异性,用修正的K吨模型封闭Reynolds方程,用施主一受主法求解流体体积函数控制方程,计算了涌潮冲击丁坝时的压力场和自由面状况,并与现场实测值进行了比较,取得了良好的效果,为涌潮的小尺度数值模拟提供了借鉴的经验。     

渤海潮汐和潮流数值计算

本文采用交替方向隐式方法积分二维非线性潮汐方程组，在开边界给定潮汐调和常数，计算渤海域最有代表性的半日分潮Ｍ２和全日分潮Ｋ１，利用准调和分析方法给出了两个分潮的同潮图和潮流椭圆图，与实测结果比较，计算结果是令人满意，基本上反映了渤海半日潮和全日潮波运动。本文也计算和讨论了潮汐能量平衡和耗散及潮流分布。利用潮汐和风暴潮耦合模式模拟了潮汐和风暴潮的相互作用。     

大鹏湾潮流数值计算

应用分步杂交方法建立了大鹏湾边界潮流数值模型，并对其进行了模拟计算，重现了该区域潮波及潮流的分布规律，并根据实测资料对其进行了验证，从而可系统地了解这一海区的潮波系统及潮流场等海洋要素的分布情况。     

东海沿岸上升流的数值计算

运用Ｂａｃｋｈａｕｓ的三维非线性模型,同时考虑潮,风和台湾暖流的作用,本文计算了夏季我国东海沿岸上升流。结果表明,东海沿岸从杭州湾口外一直到闽北的海底坡折区上存在明显的上升流,它呈带状分布,宽约４０ｋｍ,舟山近海的强上升流出现在３０ｍ层,向南则可达到较深的水层,流速一般为６．５×１０＾－３ｃｍ／ｓ。     

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟——Ⅱ污染浓度的计算

[1]曾以Leendertse[2]模式对胶州湾的潮流进行了数值计算，在湾口输入主要半日潮，给出了潮位、潮时，特别是潮流及余流的分布。本文在此基础上，在改善了潮流计算的同时，进一步对胶州湾作出了污物输运的数值计算，获得了在特定排污点排污条件下，给出了湾内不同时刻的污物浓度分布，以及湾口排污速度，并对计算结果与实测资料进行了比较。