FVCOM模型关键参数的处理及其在涌潮模拟中的应用          下载免费PDF全文

程文龙  潘存鸿  吴修广 《海洋学研究》2017,35(1):33-40

通过改进海床阻力系数和设置合适的垂向紊动背景系数,应用FVCOM模型成功再现了钱塘江河口强涌潮的演进过程。海床阻力系数采用Manning公式形式,取值随水深、地形在0.000 2~0.002 9之间变化;垂向紊动背景系数取1×10^-4 m²/s。模拟结果较好地复演了涌潮到达时刻、涌潮高度及涌潮抬升过程、涌潮水平流速以及其沿垂向分布规律,表明阻力系数及垂向紊动背景系数等关键参数的改进和处理是合理的,可应用于涌潮三维潮流运动特征模拟。  相似文献   

不同湍流模式下钱塘江涌潮水流三维模拟     

汪求顺  潘存鸿 《海洋工程》2017,35(1):80-89

钱塘江涌潮具有动力作用强和流速变化快等特点。涌潮水流紊动复杂,流速的垂向分布和紊动强度息息相关。通过涌潮水流实测资料的分析可以发现,涌潮作用下流速垂向分布在底部和上层存在差异。为研究涌潮作用下流速垂向分布的特征,应用基于非结构网格下有限体积法模型FVCOM对钱塘江涌潮河段水流运动进行三维数值模拟。考虑到涌潮紊动作用复杂且对流速的垂向分布起着重要影响,采用不同的湍流模式对涌潮传播过程中水流的运动特征开展研究。通过与涌潮河段实测资料的验证,复演涌潮到达前后水流运动特征,给出涌潮水流湍动能的变化过程。研究成果有助于深入认识涌潮水流紊动特征和流速的分布规律,为涌潮作用下物质输运的研究提供基础。  相似文献   

Assimilation of surface currents into a regionalmodel over Qingdao coastal waters of China     

ZHAO Jian  CHEN Xueen  XU Jiangling  HU Wei  CHEN Jinrui  Pohlmann Thomas 《海洋学报(英文版)》2013,32(7):21-28

Surface currents measured by high frequency （HF） radar arrays are assimilated into a regional ocean model over Qingdao coastal waters based on Kalman filter method. A series of numerical experiments are per- formed to evaluate the performance of the data assimilation schemes. In order to optimize the analysis pro- cedure in the traditional ensemble Kalman filter （ENKF）, a different analysis scheme called quasiensemble Kaman filter （QENKF） is proposed. The comparisons between the ENKF and the QENKF suggest that both them can improve the simulated error and the spatial structure. The estimations of the background error covariance （BEC） are also assessed by comparing three different methods： Monte Carlo method; Canadian quick covariance （CQC） method and data uncertainty engine （DUE） method. A significant reduction of the root-mean-square （RMS） errors between model results and the observations shows that the CQC method is able to better reproduce the error statistics for this coastal ocean model and the corresponding external forcing. In addition, the sensibility of the data assimilation system to the ensemble size is also analyzed by means of different scales of the ensemble size used in the experiments. It is found that given the balance of the computational cost and the forecasting accuracy, the ensemble size of 50 will be an appropriate choice in the Qingdao coastal waters.  相似文献   

基于FVCOM的獐子岛附近海域三维潮汐潮流数值模拟   总被引：1，自引：1，他引：0  

齐继峰  曹圣山  郭可采  杨德周  徐振华  尹宝树 《海洋与湖沼》2013,44(6):1469-1478

基于采用不规则三角网格的海洋模型FVCOM(An Unstructured Grid, Finite Volume Coastal Ocean Model), 对獐子岛附近海域的潮汐、潮流进行了精细化数值模拟研究, 模拟的潮汐、潮流与实测值符合良好, 表明建立的该海域精细化潮汐潮流数值模型合理可靠。依据计算结果绘制了M2、S2、K1和O1分潮的同潮图和潮流椭圆图, 并对该海域潮汐潮流特征进行了系统分析。结果表明, 獐子岛附近海域的潮汐主要以规则半日潮为主, 水平潮流多为旋转流, 旋转方向大部分为逆时针; 近岸海区和水道之间多为往复流, 在大鹿岛以南海域也存在一往复流的区域。在123.75°E以东存在一顺时针旋转的区域。由潮余流场的特点可看出, 獐子岛等各岛屿周围均形成气旋式的绕岛流, 流速一般位于8—12cm/s之间, 离岸线较远的外海区域余流较小, 只有1—2cm/s。本文所得结论, 有助于增加对整个獐子岛海域潮汐潮流特性的全面认识。  相似文献   

台风“凡亚比”在台湾海峡所引起风暴潮的数值模拟     

徐洋  陈德文  李磊  李培良 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2015,45(2):8-17

基于FVCOM海洋模式,利用台风模型构造的风场作为大气强迫,模拟了台风凡亚比经过台湾海峡时引起的风暴潮过程。分析了水位、流场等要素对台风的响应。结果显示:模拟的风暴潮水位与实测水位吻合较好,误差较小,从侧面验证了近岸水位变化主要是局地风场造成;台风凡亚比造成台湾海峡大部分区域出现显著增水,大陆沿岸作为迎风区,增水最为明显,增水最大值达到2m以上,增水主要受到风场和地形的影响;表层风生流场与Ekman风生漂流特征一致;大陆沿岸风暴潮的先兆波振幅在20~30cm,余振阶段并不明显。台风造成的表层平均流方向在近岸平行于岸线,流速加强,在海峡中间形成非闭合逆时针流动,流向与跨越海峡过程中台风最强时的风场方向一致。  相似文献   

夏季黄河入海泥沙的数值模拟研究     

计建强  汪一航  王新怡  王永刚  滕涌 《海洋科学》2016,40(3):118-127

掌握黄河入海泥沙输运、沉积的规律可以为渤海沿岸经济发展的规划及环境保护管理提供理论参考。本文基于FVCOM(Finite-Volume Community Ocean Model)建立了三维水动力、泥沙耦合数值模式,利用实测水位、海流和悬沙资料,对模式进行了检验,模拟结果与观测符合较好。利用该模式研究了2007年夏季丰水丰沙期黄河入海泥沙的输运过程,并对渤海悬沙空间分布特征进行数值模拟。模式较好地再现了夏季黄河口入海泥沙的空间分布特征及底部冲淤状况。结合黄河口附近的潮流和余流特征,对悬沙分布特征和底部冲淤结果进行了分析,结果表明:黄河入海泥沙随余流向南和东南方向输运到莱州湾,在莱州湾中部向外海扩散,很可能沿东北方向进入渤海中部。在这个输运过程中,莱州湾表现为入海泥沙向外海扩散的通道。  相似文献   

基于FVCOM 的辽东湾水动力特性数值模拟          下载免费PDF全文

《海洋技术学报》2023,(2)

辽东湾属于半封闭性海湾, 水动力过程具有一定的代表性。本文基于无结构化三角形网格的有限体积海岸海洋模型FVCOM（Finite-Volume Coastal Ocean Model）, 构建了辽东湾及其邻近海域的三维水动力数值模型, 并利用实测数据对6 个潮位验潮站、4 个潮流验潮站的大小潮时刻的潮位、流速、流向进行了对比验证, 该模型能够准确地模拟辽东湾的潮汐、潮流等水动力场情况, 可进一步为研究辽东湾温盐、泥沙、水质、污染物扩散等提供研究基础。  相似文献   

汇泉湾水动力环境观测和数值模拟研究     

郭景松  吴伦宇  乔方利  蔡爱民  唐闻洲 《海洋与湖沼》2018,49(4):714-724

汇泉湾是青岛市最主要的海水浴场,湾区浴场的沙滩沙质退化及细沙流失现象一直备受关注。本研究旨在研究上述现象的成因,为汇泉湾生态环境保护和可持续发展提供科技支持。我们于2015年1月和9月在汇泉湾进行了水文、泥沙和悬浮物的综合观测,并基于FVCOM建立了汇泉湾高分辨率的水动力模式,模拟了汇泉湾及其临近海域的水动力环境。结果显示:汇泉湾常年存在一顺时针(即反气旋)环流,它有利于携带泥沙从湾的西侧进入而从东侧流出;环流中心区流速弱,泥沙不容易被带走,沉积物粒径较小。汇泉湾海域沙滩沙质粗化且流失的原因主要为:波致流引起的沿岸输沙将湾口西侧岩石剥蚀的较粗的细砂和粉砂搬运至浴场沙滩,而较细的泥沙容易地从东侧流出湾区。  相似文献   

台风移行速度与登陆角度对风暴潮的影响:一个理想模型数值实验     

张晨光  李春雁 《海洋学报(英文版)》2019,38(7):48-56

The effects of hurricane forward speed(V) and approach angle(θ) on storm surge are important and a systematic investigation covering possible and continuous ranges of these parameters has not been done before. Here we present such a study with a numerical experiment using the Finite Volume Community Ocean Model(FVCOM).The hurricane track is simplified as a straight line, such that V and θ fully define the motion of the hurricane. The maximum surge is contributed by both free waves and a forced storm surge wave moving with the hurricane.Among the free waves, Kelvin-type waves can only propagate in the down-coast direction. Simulations show that those waves can only have a significant positive storm surge when the hurricane velocity has a down-coast component. The optimal values of V and θ that maximize the storm surge in an idealized semi-circular ocean basin are functions of the bathymetry. For a constant bathymetry, the maximum surge occurs when the hurricane approaches the coast from the normal direction when the free wave generation is minimal; for a stepped bathymetry, the maximum surge occurs at a certain acute approach angle which maximizes the duration of persistent wind forcing; a step-like bathymetry with a sloped shelf is similar to the stepped bathymetry, with the added possibility of landfall resonance when the free and forced waves are moving at about the same velocity. For other cases, the storm surge is smaller, given other parameters(hurricane size, maximum wind speed, etc.)unchanged.  相似文献   

东南沿海台风风暴潮增水过程中非线性机制和地形的作用研究:以1509号台风"灿鸿"为例   总被引：4，自引：0，他引：4  

张西琳  楚栋栋  张继才  车助镁  李春雁 《海洋与湖沼》2020,51(6):1320-1331

本文基于FVCOM（Finite Volume Community Ocean Model）构建了一个覆盖中国渤海、黄海和东海的数值模型，采用NCEP-CFSR风场数据对1509号台风“灿鸿”产生的风暴潮进行模拟，与实测水位数据的对比表明该模型可靠、模拟结果合理。基于此模型，本文对非线性作用和地形在风暴潮增水过程中的作用进行了研究。首先，重点分析了增水过程中潮汐与风暴潮的非线性作用，结果表明：高潮时非线性作用使增水值降低；低潮时非线性作用使增水值升高。另外，开边界处分别只添加M₂、S₂和K₁分潮，分析天文潮的潮高和周期对非线性作用的影响，结果表明：潮高越高，非线性作用越明显；半日潮的非线性作用较全日潮更明显；并且，增水极值附近出现的半日周期的波动也与非线性作用有关。其次，除了非线性作用，地形对风暴潮的增水也有一定影响，本文改变地形的实验结果表明：坡度越大，增水极值越小。琉球群岛的存在使得东南沿海出现风暴潮增水的面积减小，但使得风暴潮增水的高值区域扩大。  相似文献