中国东部边缘海潮波系统形成机制的模拟研究

以三维高精度潮波数值模拟为基础,动用系统分析方法和地理信息系统技术,对影响中国东部边缘海潮波系统的因素,包括入射潮波、科氏力、海区地形、岸线形状及底摩擦等,进行了模拟试验。结果表明,它们对潮波系统的模式有不同程度的作用,其中科氏力的有无、岸线形态的变化和水下地形的巨变化对潮波系统有重要影响。研究认为,中国东部边缘海潮波系统是一个海－潮相互作用的整体;在一定的入射潮波条件下,该区的海区条件、特别是岸     

第五章 非线性三维潮波边值问题模型

潮波的H—N方法,是直接对潮波所满足的原始流体动力学方程组,在开边界输入潮位或通量的瞬时值的条件下而进行海湾或陆架胁振潮位潮流瞬时值的数值计算。这里再介绍一种潮波的边值模型,即按分潮波概念,将谐波分析法和小参数法引入潮波流体动力学方程组后,形成了一系列分潮位调和常数的椭园型方程,在全周界(或者也只在开边界)给出分潮位调和常数的条件下进行分潮位调和常数的数值计算。     

长江口洪水期潮波变形数值模拟研究

由长江口现场水文测验资料分析知,洪水期潮波上溯过程中,潮波变形具有先加剧后趋缓的特点。基于非结构网格FVM方法建立大通至外海的大范围数学模型,复演长江口潮波传播过程,以此为基础,研究长江口洪水期潮波变形特征的形成原因。研究认为:洪水期长江口潮波变形转折点位于潮流界上游;转折点下游潮波变形逐渐加剧是由于高低潮位潮波传播速度差异造成的;转折点上游潮波变形趋缓是由于高潮位重力引起的潮波传播阻力对潮波传播影响大于高低潮位潮波传播速度差异造成的。     

黄海M_2分潮的数值模拟

一、引言关于黄海潮波的数值模拟,我国、苏联、南朝鲜等学者都有不少的研究.模拟的方法,一般采取边值法和直接求解潮波原始方程组,即H-N方法两种.我国已有作者在渤海用H-N方法进行了计算.南朝鲜的崔秉昊用这种方法做了整个东中国海主要日潮和半日分潮的数值模拟,并进行了比较详细的描述,但他的计算在朝鲜沿岸比较准确,在中国沿岸误差较大.为了通过计算更深刻地认识黄、渤海区的潮汐潮流特征,特别是中国一侧的特征,并给某些小范围的数值模拟提供水界边界条件,我们进行     

海洋测绘文摘

中国近海潮波图计算与研究/韩晓宏,赵明才//水科学进展/《水科学进展》编辑委员会。—1996,(1).—1～7 本文给出了解算潮波微分方程较完善的实用公式。采用边界点作为已知点,海上定点验潮站作为控制和检查点,对我国近海30′× 30′网     

中国近海潮波图的计算与研究

一、前言 中国近海潮波图的计算与研究,是我国海洋潮汐学领域的热门课题。由于电子计算机的应用,使潮波动力微分方程的解算成为可能,但其理论和计算公式复杂,解算的难度较大。国内许多专家也曾经给出中国近海潮波图成果,但不够完整、一致,有的误差较大,未能达到实用的程度。 海道测量采用的海上定点验潮,由于受测深仪精度、观测时问、海底地形平坦程度、海上风浪等影响,定点站验潮资料的精度不高,因此用此成果进行水深测量潮汐改正,常发现有0.3～0.5m的     

末次冰期最盛时期以来中国东部边缘海潮波系统演变过程的模拟研究

在系统地研究了中国东部边缘海区引潮力、入射潮波、科氏力、水下地形、海岸形态及磨擦作用等因素对区域潮波系统形成影响的基础上,确定了中国东部边缘海岸轮廓是区域潮波系统形成的主导因素,认为模拟末次冰期最盛时期以来中国东部边缘海区潮波系统的形成过程需要3个重要的控制性条件,即入射潮波、海岸线变迁过程和海面变化曲线。利用中国东部边缘海潮波系统与海岸演变模拟支持系统,对末次冰期最盛时期以来30个时期中国东部边缘海区潮波系统的形成与演变过程进行了模拟再现研究,系统地恢复了在不同的海面高程、不同的岸线形态条件下全日潮、半日潮潮汐分布特征。模拟结果显示,末次冰期最盛时期以来,12400aB.P.和7500aB.P.两个时间界限分别代表了旋转潮波系统－无潮点开始出现、中国东部边缘海潮波系统现代格局基本奠定这两个特征事件的发生时间,将中国东部边缘海潮波系统的演变过程划分为3个发展时期。     

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...     

中国沿海GPS站用于潮波系数提取分析

首先给出了基于GNSS-MR技术提取潮波系数的原理与方法,然后利用布设在浙江省石浦港验潮室屋顶的GPS站DSPU实测数据对潮波系数进行了提取,并与验潮站实测潮位调和分析结果进行了对比分析。实验结果表明GPS-MR反演潮位与验潮站实测潮位值吻合较好,相关系数优于0.97;GPS-MR反演潮位与验潮站实测潮位获取的潮波系数基本一致,除M2、S2外其它差异较小。两者获取的潮波系数差异主要因为DSPU测站观测环境极大地影响了GPS-MR提取潮位精度。沿海GNSS站用于潮位监测和潮波系数提取,将进一步拓展沿海GNSS监测站的应用领域,在一定程度上可弥补验潮站的不足。     

分潮波模型多资料数值计算方法研究 Ⅲ.混合边值方法

将岸边划分为点、线两种类型边界，并相应给以观测潮位和法向流为零的不同边界条件，建立了ArakawaE网格中的分潮波方程的一种适定的数值计算方法，并对渤海四大分潮进行了试算。结果证明该方法在目前已知的这一类研究系列中是最为理想的方法。     

渤海的潮波系统及其变迁

采用二维非线性潮波微分方程对渤海M_2、S_2、K_1、O_1四个分潮进行数值模拟,得出四个分潮的潮波图,椭圆长短轴图,同潮流时图以及潮汐、潮流性质图和S_2与M_2、K_1与O_1的迟角差图。依此可以系统地了解渤海潮波系统的分布变化规律。依据30～40年代测得的渤海海图以及假设数十年后渤海的岸形对渤海进行数值模拟,从而了解过去和现在渤海潮波的变化情况,以及对未来潮波的变化作出判断。计算表明,从30年代到70年代以来,渤海南部的半日分潮波发生了很大的变化,而日分潮的潮波变化较小。     

台州湾浅海滩涂大规模围垦下水动力变化分析

基于开源软件TELEMAC-2D建立了台州湾近海潮汐潮流数值模型,对台州湾浅海滩涂大规模围垦前(1984年)和围垦后(2013年)的潮汐潮流进行了模拟计算。从主要分潮潮波分布、潮流场、高低潮位和椒江河口纳潮量4个方面探讨了台州湾浅海滩涂围垦对周边水动力特征的影响。结果表明:滩涂围垦工程对水动力特征的影响局限于围垦区附近水域。围垦后,海域M2分潮波振幅减小,且潮波向岸传播的速度减慢;围垦区附近海域涨落急流速大幅度降低,涨潮流向北偏转,落潮流向南偏转;海域大潮高潮位呈现一定程度的降低,大潮低潮位基本不变;椒江河口纳潮量有较大程度的减少。     

分潮波模型多资料数值计算方法研究 Ⅱ.有限差分最小二乘方法

对含多资料的分潮波模型的超定问题进行探讨，建立一种有限差分—最小二乘方法，该方法使得岸边资料直接进入了计算方程，并保证岸界法向流速为零条件。通过对渤海的四大分潮的试算，证实本方法可行。     

涠洲岛附近海域溢油数值模拟

采用潮流控制方程和湍封闭方程构建完整的三维浅海潮波定解方程组,建立涠洲岛附近海域的三维潮流数值模型来计算涠洲岛附近海域的潮流和潮位变化情况,采用大海域计算得出的调和常数值作为开边界的输入值,从潮位验证、潮流验证和流场的变化规律等多方面情况看,计算结果与实际监测符合良好,具有较高的精确度,模拟计算结果较真实地反映了涠洲岛附近海域的潮位变化和潮流运动状况.在潮流模拟验证正确的情况下,建立溢油预测模型,采用欧拉-拉格朗日追踪方法,进行油膜中心轨迹的预测,并预测了油膜漂移的扩展面积、扫海面积和残留量随时间的变化值.     

渤、黄、东海8个主要分潮的数值模拟研究

应用MIKE数值模拟软件,采用无结构三角形网格,建立一套计算区域包括整个渤海、黄海、东海以及东海大陆架和琉球群岛的高分辨率数值模型,考虑了实际水深和岸线,外海开边界采用西北太平洋大模型结果的潮位提供,模拟了东中国海潮波的波动过程,对潮波垂直运动过程进行调和分析,得到了渤海、黄海、东海的M2,S2,K1,O1以及N2,K2,P1,Q1八个主要分潮的传播和分布特征。利用中国沿海14个潮位站的调和常数对模型结果进行了验证,验证结果显示模型较为准确可靠。研究结果表明:4个主要半日潮(全日潮)在渤、黄、东海的传播情形基本相似,即潮波在渤海、黄海、东海沿岸的传播性质上类似沿岸开尔文波的传播形态,并且成功再现了计算海域的4个半日分潮无潮点和2个全日分潮无潮点。全日潮振幅各无潮点附近振幅最小,而海湾的波腹区振幅最大,东海潮差呈现近岸方向振幅大、离岸方向振幅小,浙闽沿海振幅也较大,黄海振幅相对较小,渤海振幅在辽东湾和渤海湾顶最大,两个无潮点周边振幅较小。     

分潮波模型多资料数值计算方法研究 Ⅰ.岸边资料运动学外推的第一边值方法

对于含多资料三维分潮波模型建立了一种岸边资料运动学外推的潮波第一边值方法，并对渤海的四大原湖波进行试算。结果证实本方法可行，该方法使潮波方程既满足第一边值问题，充分利用岸边测站资料，又保证岸界法向流速为零条件，符合物理意义。并对复型病态矩阵的收敛问题提出了一种可行性处理。     

警戒潮位核定规范的几个问题探讨

从江苏省沿海警戒潮位核定工作出发,对《警戒潮位核定规范》中核定岸段等级划分、波浪爬高复合坡度计算、数值模拟选取年极值高潮位过程三方面内容进行了探讨。指出各自存在的问题,分别为岸段划分等级结果偏高、复合坡度计算公式不满足适用条件、年极值高潮位选取有偏差。文章同时给出相应的解决方案或思路,供规范修订或警戒潮位核定时参考使用。     

考虑波浪影响的警戒潮位核定规范在深圳沿海的应用

以深圳沿海为例,对考虑波浪影响的《警戒潮位核定规范》在沿海警戒潮位核定工作中的应用进行了研究。为核定深圳市警戒潮位值,对深圳市沿海防潮能力、防潮重点区域及历史潮灾情况进行了调查梳理,建立了堤防能力和潮灾情况资料库。将深圳市沿海划分为4个核定岸段,确定了岸段等级,结合岸段保护目标的社会经济情况、水文气象要素特征等的统计分析结果,计算各岸段重现期潮位和波浪爬高等要素,确定警戒潮位核定修正值,最终得到深圳沿海4个核定岸段的四色警戒潮位值,为深圳市风暴潮灾害预警和防灾减灾提供支持。重点介绍了对波浪重现期要素和波浪爬高的计算,以供参考。     

近31年中国近海潮位潮流数据库的建立及极值分析

基于CFSR、CFSv2再分析风场数据和Jelesnianski经验风场建立混合风场,利用TELEMAC2D平面二维潮流模型对中国沿海进行了31 a(1989—2019年)数值计算,将模型计算一般潮位过程和风暴潮过程与实测资料进行对比,结果显示潮汐潮流模拟值与实测值吻合较好。中国沿海不同重现期高潮位在东海和南海北部较高,由于风暴潮作用,越靠近海岸高潮位越高。高潮位极值较大区域主要分布在东海沿岸,尤其是台湾海峡较高,另外北部湾的高潮位极值也较大;低潮位较低区域也主要分布在东海沿岸,台湾海峡及北部湾低潮位较低。流速极值较大区域主要分布在黄海近岸、台湾海峡、琼州海峡和北部湾湾口。     

迎风有限元法在三维潮流数值模拟中的应用

为研究和开发迎风有限元法在河口海岸三维波数值模拟中的应用，并为建立三维物质扩散模型，最终为解决实际工程问题打下基础，以非线性浅水波方程为基础，采用一咱平面迎风有奶元与垂向工有限差分相结合地数值计算方法建立三维潮流数学模型，基地实际的物理过程，在计算中将三维流动分成外重力波和内重力波，耦联求解潮位和流速的空间分布。应用本模式计算了天津新港附近渤海海域的三维潮流运动，以较高的分辩率揭示了潮流空间结构特