原文传递
河口、海岸三维斜压水流数值模式研究
| 论文题名： | 河口、海岸三维斜压水流数值模式研究 |
| 关键词： | 三维流场数值模式;斜压水流;河口;海岸;数值模式 |
| 摘要： | 本文对三维水流数值模式的研究进展作了回顾，从河口、海岸三维水流运动基本方程出发，采用Crank-Nicholson时间平均隐格式的β参数法和预报校正格式，建立了河口、海岸二、三维流场模式。并将流场模式应用于理想地形数值试验和实际地形的流场模拟，主要研究内容如下： 1．将Crank-Nicholson时间平均隐格式的θ参数法和预报校正格式拓广到正交曲线坐标下基于σ坐标的三维水流运动方程求解过程中，避免了CFL条件和弱不稳定性条件限制，提高了模式的稳定性、时效性和计算精度，使模型更便于实际应用。 2．垂向引入双σ坐标的新型分层坐标系，推导了正交曲线坐标下基于双σ坐标的三维斜压流场及紊流闭合模型。改写交界面相邻上、下σ层的分块系数矩阵，并将改写后的系数矩阵重新合并，统一求解上、下σ层的模型预报参量。 3．以垂向二维情况为例，分析得到了垂向曲线坐标模式每一层单元密度Jacobian关系式的误差增量以及垂向底层的斜压梯度力截断误差。根据水平压强梯度力与地转流速的关系，得到“伪”地转流速误差与水深、地形坡度、浮力场分布以及网格分辨率有关。 4．将两种σ坐标模式应用于理想海山地形的水平斜压梯度力误差估算，结果表明双σ坐标模式较单σ坐标模式提高了水平斜压梯度力的计算精度。 5．采用两种σ坐标模式进行理想河口环流和盐水入侵数值试验、南黄海辐射沙脊群海域和吕泗小庙洪潮汐通道的流场模拟计算，认为应从水流特性以及所研究的实际问题出发，选择合理的流场数值模式进行流场模拟。对于解决河口、海岸复杂地形下水动力问题以及分层密度流问题可以尝试选择双σ坐标流场模式。 |
| 作者： | 陶建峰 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 张长宽;张东生 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 河海大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
