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有限元方法在台湾以东海域黑潮流速计算中的应用 总被引：1，自引：1，他引：1
1956-1960年间由Turner[13],Clough[16]等引入有限元概念、方法以来,首先在结构分析领域内取得极大进展.与此同时,它也应用于固体力学的许多领域[2,4,7].在七十年代,有限元方法较广泛地应用于流体力学的许多领域[3,11,12].最近几年来,有限元方法也应用于物理海洋学中的一些问题中,例如湖泊与海洋环流问题[14,15,19],潮汐与风暴潮问题[17]等.本文从流体力学原理出发,应用有限元理论建立了黑潮的三维流场有限元方程组.采用了海流理论中常见的物理模式[1,5,18],考虑了压力梯度、柯氏力、重力、水平与垂直方向上的湍流摩擦效应,而不考虑惯性力的影响.本文对所应用的有限元几何形状——三角棱柱进行了插值误差分析,证明了三角形棱面不能出现较大的钝角,也证明了完备性的问题.并将动力计算和有限元二种方法计算的流速进行了比较. 相似文献
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珠江三角洲河网一维水动力模拟的有限元法 总被引：2，自引：1，他引：1
仿照四点隐式差分法在每个单元内部形成独立的单元方程组,改进有限元软件包RMA对潮汐河网水动力进行一维数值模拟.通过空间、时间上的离散,利用Galerkin法弱形式构造圣维南方程组的有限元控制方程组,运用Newton_ Raphson 法和FRONT法求解非线性总体方程组,结合边界条件和初始条件求得数值解.根据2001年实测数据,对珠江三角洲河网进行了水动力数值模拟计算,其计算结果与实测值、经典FDM计算值相符. 相似文献
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具有潮滩移动边界的浅海环流有限元模型 总被引：3，自引：3，他引：3
本文基于二维化浅水动力学方程组,运用伽辽金加权余量法导出计算浅水环流的有限元公式.对计算区域采用三角单元剖分,用线性插值函数逼近流速及水位,使用集中质量法以代替求解大型代数方程组的过程.通过建立陆水边界位置与瞬时水位的相关关系,解决了陆水边界线移动的数学处理问题.对于运动方程中的底摩擦项和科氏力项采用隐式格式,从而改善了模型的数值稳定性.对皮口沿岸潮流场的数值分析,较好地再现了该海区的实际流况,从而证明了本文所建立的环流模型具有良好的重现性.皮口港扩建工程流场预测应用实例说明了本模型可以用来解决小尺度潮滩海区的流场预测问题,在海洋开发活动中具有广泛的应用前景. 相似文献
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中国海区风暴潮数值试验 总被引：1，自引：0，他引：1
本文叙述中国海区9个台风风暴潮个例数值模拟结果。整个中国海海域分成三个子区,采用交替方向隐式差分方法积分模式方程组,计算结果指出所提出的方案对业务预报的可能性和进一步急待解决的问题。 相似文献
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拖缆动力学离散化计算的后处理方法研究 总被引：2，自引：0，他引：2
拖缆的计算一般都是将拖缆离散化,建立非线性的动力学平衡方程组,通过龙格库塔法、Newton-Raphson迭代法等方法对非线性方程组进行求解.本方法是先将拖缆离散成若干段,列出离散段节点处的水动力学方程,并进一步建立节点处关于角加速度的线性平衡方程组,通过对角加速度的求解计算来解决拖揽的动力学问题.在计算过程中,将拖揽节点处关于角度的非线性问题转化为角加速度的线性问题,简化了求解非线性方程组的计算过程,避免了非线性方程组迭代求解中的初始点问题. 相似文献
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流速逆变张量隐式求解方法及其在航道港池流场计算中的应用 总被引：6，自引：1，他引：5
运用高分辨率的边界适应网格进行流体动力学数值计算时,如何提高计算稳定性和减少计算量成为数值求解的关键性问题.在非正交的边界适应坐标系中,每个动量方程中同时出现了两个交叉方向的水位偏导数项,给隐式求解带来困难,而显式格式下的时间步长由于受与空间步长有关的Courant-Friedrichs-Lewy条件限制,计算量成倍增加.本文从广义曲线坐标系下浅海动力学方程组出发,导出了流速的逆变张量所满足的动量方程组,使方程中的水位偏导数项变成了沿某一协变基向量方向占优的形式,方便地采用了交替方向隐式差分格式,从而提高了计算稳定性并减小了计算量.本文通过对澳门海域航道和港池中流场的计算,证实了该模式是一种进行高分辩率数值计算的有效方法. 相似文献
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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. 相似文献
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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... 相似文献
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长江口及其邻近海域大型底栖动物生物量、丰度和次级生产力的初步研究 总被引：8，自引：0，他引：8
为了解长江口及邻近海域大型底栖动物生物量、丰度和次级生产力的分布情况于2004年2月、5月、8月和11月共4个航次分别在长江口40个观测站采集大型底栖动物定量样品并利用Brey的经验公式对大型底栖动物栖息丰度、生物量、次级生产力和P/B值进行了研究计算.该调查海域共采到大型底栖动物202种,其中多毛类102种,软体动物51种,甲壳类27种,棘皮动物7种,其它动物15种.大型底栖动物年平均丰度为394.7 ind/m2;年平均生物量以去灰分干重计,为2.58 g(AFDW)/m2;年平均次级生产力以去灰分干重计,为3.52 g(AFDW)/(m2*a);P/B值平均为1.53.结果表明,长江口大型底栖动物次级生产力自长江入海口向东呈递增趋势.本文分析了长江口及其邻近海域大型底栖动物优势种的组成,主要生态类群的分布特征和次级生产力分布格局与生态环境的关系.通过比较,发现长江口大型底栖动物优势种发生了较大的变化;次级生产力高于东海而低于渤海和胶州湾;P/B值高于南黄海、胶州湾和渤海,也说明了长江口大型底栖动物群落中个体小、生活史短,代谢快的种类所占的比例高于以上海域. 相似文献
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黄海北部海域三维潮流数值模型 总被引：2，自引：1，他引：1
基于湍流闭合的三维斜压流体动力学方程组,建立了河口及附近浅海域的三维环流数值模型,模型采用ＡＤＩ差分方法妥动量方各,采用佞步方法求解标量方程,采用总变差减小格式（ＴＶＤ）来求解各方程中的平 流项。模型提高了计算精度,同时使计算量大幅度缩小。利用本文所建立的数值模型对鸭绿江口及附近海域的潮流场进行了数值模拟,结果表明,模型具有良好的精度。 相似文献
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何培民 段元亮 刘巧 刘金林 刘炜 张建恒 方建光 蒋增杰 吴海龙 李信书 汤坤贤 李可俊 李娟英 赵爽 常佳楠 张建琳 包炎琳 赵子滔 张梅菁 《应用海洋学学报》2021,40(4):557-563
随着人类对海洋过度开发,我国近海环境问题日益突出,多处海域出现重度富营养化现象。目前,国内外不仅对海水富营养化现象日益关注,而且积极寻求有效的生态修复方案,其中应用大型海藻进行海洋生态环境修复得到普遍认可。大型海藻修复不仅有助于实现生态环境良性循环,构建稳定的海洋生态系统,还可使得经济发展与生态环境保护相协调。本研究基于我国近海生态环境问题以及相应的大型海藻修复策略展开综述,对现有的大型海藻生态修复特点及近海封闭海域、半封闭海域和开放海域生态修复工程案例进行总结,以期对我国近海富营养化海域生态修复起到一定的指导作用。 相似文献
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分别采用模式气压场及模式台风场计算气压分布及风速分布,采用地形拟合的sigma坐标水动力方程组及紊流方程建立了潮流、风暴潮耦合模型。三维水动力方程组通过分裂算子法与Casulli半隐式差分格式直接求解。在珠江口的极值流速计算中,先进行了南海北部的潮流、风暴潮耦合模拟,模拟水位与实测值符合较好。以六区域模拟结果为边界,采用嵌套网格方法,在珠江口进行了高分辨率的潮流、风暴潮耦合模拟。选用1968～1999年共65个影响工程区域的台风过程,计算出珠江口的海域年极值流速序列,分析了该海域多年一遇的极值流速分布。 相似文献
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极坐标变换变边界模型及其应用 总被引：6，自引：1，他引：6
Ｊｏｈｎｓ变边界模型用于海湾海域风暴潮漫滩计算是，由于岸界变曲较大，而影响了计算的稳定性和精度，本文针对这个问题，导出了极坐标下的连续移动边界模型，从而改善了对岸界弯曲较大海域的风暴潮漫滩计算，通过对１９６９年黄河口沿岸一带水域风暴潮漫滩的模拟，证明这种极坐标变边界模型用于海湾海域的风暴潮漫滩计算，优于Ｊｏｈｎｓ变边界模型。 相似文献
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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。 相似文献
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中国近海及其邻近海域海气热通量的模式计算 总被引：6，自引：2，他引：4
应用美国宇航局Goddard地球观测系统四维资料同化系统计算和分析了近海海域感热通量和潜热通量的季节性变化规律和地理分布特征.结果表明,近海各季感热通量冬、秋季较大,春、夏季较小.其地理分布特点是冬季感热通量的分布随纬度变化十分明显,纬度越高感热通量越大,且等值线分布密集.在台湾以东、日本以南海域,感热通量等值线呈西南一东北走向.在南海海域,感热通量比周围海域略低,感热通量等值线在该海域呈一低值倒槽分布;潜热通量冬、秋季在台湾东北部、日本南部和东南部海域形成最大值区,等值线呈西南东北走向.春、夏季在黄海海域存在潜热通量的极小值区,同时春季在日本南部海域存在潜热通量的极大值区或最大值区.因为台湾以东、日本以南海域正好是黑潮流经的区域,所以此海域的热通量与黑潮有密切关系. 相似文献