泰國灣潮汐潮流的數(shù)值模擬與理論模型研究
發(fā)布時間:2020-07-21 21:11
【摘要】:泰國灣是南海最大的一個海灣,其潮波系統(tǒng)相對復雜,尤其是半日潮在灣口存在順時針旋轉的無潮點,有悖于北半球的一般規(guī)律,因而受到許多研究者的關注。同時,對于泰國灣灣頂半日潮無潮點的存在性及其位置,至今各研究者所給出的數(shù)值模擬結果亦存在很大差異。此外,關于泰國灣潮汐的研究尚僅局限于資料分析和數(shù)值模擬,未建立理論模型。 本文基于FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model)建立了泰國灣及其周邊海域的潮汐潮流數(shù)值模型;同時基于廣義Taylor解建立了泰國灣潮汐的一種雙矩形理論模型。 數(shù)值模型采用無結構三角形網(wǎng)格架構、有限體積方法的二維海洋潮汐數(shù)值模型,利用新近的全球潮汐模型DTU10提供的調和常數(shù)進行水位預報作為開邊界條件,同時對K1、O1、M2和S2四個主要分潮進行模擬。模擬結果與國際水路局資料集中所列的29個驗潮站進行比較,四個分潮偏差的平均值分別為5.69cm、3.98cm、7.35cm和4.71cm。利用該模擬結果對泰國灣及周邊海域的潮汐、潮流和潮能通量分布進行研究,并針對不同底摩擦系數(shù)、地形進行敏感性實驗。 在理論模型中,泰國灣被理想化為由分別代表泰國灣主體和曼谷灣的兩個矩形海域所組成。我們考慮了底摩擦及開邊界強迫作用,利用廣義Taylor問題解研究了K1和M2分潮的潮汐動力學。理論模型良好地再現(xiàn)了泰國灣K1和M2分潮的潮汐特征,并將其分解為Kelvin波和Poincaré波形式,分別給出了K1和M2分潮的潮流及潮能通量密度分布圖。模型揭示了Kelvin波和Poincaré波在泰國灣潮波形成中的貢獻,從理論上解釋了K1和M2分潮各無潮點的成因。為揭示曼谷灣和開邊界條件在泰國灣M2分潮形成中的動力作用,設計了兩組敏感性實驗。實驗結果表明,曼谷灣對于泰國灣灣頂無潮點的存在及位置起到關鍵作用;開邊界遲角向西增加是灣口附近順時針旋轉潮波系統(tǒng)形成的必要條件。 結合數(shù)值模型和理論模型,證明了全日潮在泰國灣以Kelvin波為主,遲角分布主要受底摩擦影響,對地形變化相對不敏感;半日潮在泰國灣內Kelvin波性質弱,在灣口和灣頂?shù)腜oincaré波性質較強,遲角分布受底摩擦影響小,對地形變化敏感,且主要受灣口開邊界條件控制。
【學位授予單位】:國家海洋局第一海洋研究所
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:P731.2
本文編號:2764814
【學位授予單位】:國家海洋局第一海洋研究所
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:P731.2
【參考文獻】
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本文編號:2764814
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