珠江河口水系以“河網(wǎng)如織,八口入�！睘樘卣�,其河網(wǎng)、河口和近海水域構(gòu)成了一個(gè)相互貫通的多河道、多河口的水流系統(tǒng),上游徑流、外海潮汐等因素在這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)相互作用、相互影響,形成了極為復(fù)雜的水動(dòng)力環(huán)境。本文研究目的是要實(shí)現(xiàn)對河網(wǎng)-河口-近海這一連續(xù)水體的整體數(shù)值模擬,以期更真實(shí)的反映河網(wǎng)與河口、河口與近海及河口各口門間的相互影響和耦合作用,并在此基礎(chǔ)上對珠江河口咸潮上溯問題進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值模擬研究。 為此,本文首先建立了適用于復(fù)雜河網(wǎng)的一維水流、鹽度數(shù)值模式,并在數(shù)值模式的求解過程中引入了節(jié)點(diǎn)水位法,有效提高了計(jì)算效率；其次,引入了基于無結(jié)構(gòu)三角形網(wǎng)格、有限體積法和三維海洋原始方程組的海洋河口模式FVCOM,充分利用其網(wǎng)格布置靈活的特點(diǎn),對計(jì)算網(wǎng)格進(jìn)行了優(yōu)化布置,實(shí)現(xiàn)了珠江河口大范圍高分辨率的三維數(shù)值模擬；基于守恒定律,推導(dǎo)了兩種適用于一、三維模式聯(lián)解的算法,與以往算法不同,河網(wǎng)模式的水動(dòng)力部分直接與FVCOM的二維外模聯(lián)解,有效提高了計(jì)算效率；最后,基于聯(lián)解算法成功實(shí)現(xiàn)上述兩模式的整體聯(lián)解。利用豐富的實(shí)測、遙感資料分別對模式進(jìn)行了率定和驗(yàn)證,計(jì)算結(jié)果和實(shí)測、遙感數(shù)據(jù)吻合較好,模式能較好的模擬...

【文章頁數(shù)】：209 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
附圖目錄
前言
1 緒論
    1.1 問題的提出及研究意義
    1.2 課題來源
    1.3 咸潮上溯概述
    1.4 咸潮上溯研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.4.3 珠江河口研究現(xiàn)狀
        1.4.4 存在的問題
    1.5 珠江水系概況
    1.6 本文主要工作
2 一維河網(wǎng)水流、鹽度模式
    2.1 河網(wǎng)水流、鹽度定解條件
    2.2 水流方程的離散和求解
    2.3 鹽度方程的離散和求解
    2.4 河網(wǎng)概化和計(jì)算網(wǎng)格處理
        2.4.1 珠江三角洲水系概況
        2.4.2 河網(wǎng)概化與計(jì)算網(wǎng)格
    2.5 模式率定、驗(yàn)證及應(yīng)用實(shí)例
        2.5.1 計(jì)算范圍
        2.5.2 率定和驗(yàn)證
        2.5.3 應(yīng)用實(shí)例
3 三維河口模式
    3.1 三維數(shù)值模式的一些基本問題
        3.1.1 描述流體運(yùn)動(dòng)的基本方程
        3.1.2 常用假定與近似
        3.1.3 坐標(biāo)系
        3.1.4 紊流閉合模型
        3.1.5 數(shù)值離散和求解方法
        3.1.6 動(dòng)邊界處理技術(shù)
    3.2 FVCOM模型介紹
        3.2.1 模型控制方程
        3.2.2 邊界條件
        3.2.3 Sigma坐標(biāo)下控制方程
        3.2.4 模式分離算法
        3.2.5 非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格設(shè)計(jì)和數(shù)值計(jì)算方法
        3.2.6 干濕點(diǎn)處理
    3.3 模型率定和驗(yàn)證
        3.3.1 計(jì)算條件
        3.3.2 計(jì)算結(jié)果
        3.3.3 驗(yàn)證成果分析
4 一、三維模式聯(lián)解
    4.1 聯(lián)解邊界條件
    4.2 聯(lián)解計(jì)算方法
        4.2.1 謝才公式近似方法
        4.2.2 迭代方法
        4.2.3 連接邊界鹽度計(jì)算
    4.3 聯(lián)解模式應(yīng)用
        4.3.1 計(jì)算條件
        4.3.2 水文條件
        4.3.3 計(jì)算結(jié)果
    4.4 需要注意的問題
5 珠江河口咸潮上溯及沖淡水研究
    5.1 珠江河口概況
        5.1.1 珠江三角洲及其口門水系
        5.1.2 徑流特征
        5.1.3 潮汐特征
        5.1.4 咸潮活動(dòng)特征
    5.2 珠江河口數(shù)值模擬結(jié)果分析
        5.2.1 計(jì)算條件
        5.2.2 計(jì)算結(jié)果分析
    5.3 基于機(jī)理研究的(Process oriented)數(shù)值模擬試驗(yàn)
        5.3.1 徑流對河口區(qū)鹽度平面分布的影響
        5.3.2 地形對河口區(qū)鹽度平面分布的影響
        5.3.3 風(fēng)對河口區(qū)鹽度平面分布的影響
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望與未來的工作
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3820226