本文關(guān)鍵詞：基于FVCOM的瓊州海峽潮汐潮流數(shù)值模擬與研究

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【摘要】：通過(guò)建立高精度的不規(guī)則三角形網(wǎng)格和有限體積方法的FVCOM模型,對(duì)包括瓊州海峽和北部灣的海區(qū)進(jìn)行模擬,對(duì)瓊州海峽及其鄰近海區(qū)的潮汐潮流特征進(jìn)行了較為深入的了解。對(duì)比收集到的驗(yàn)潮站調(diào)和常數(shù)資料、前人繪制的同潮圖以及漲落潮流場(chǎng),可以認(rèn)為模式結(jié)果是可信的。對(duì)該模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,可以得出以下結(jié)論：(1)由同潮圖可知,瓊州海峽內(nèi)的潮波由海峽兩側(cè)不同的潮波系統(tǒng)傳入,其中海峽西側(cè)主要是半日潮波,東側(cè)主要為全日潮波。(2)在瓊州海峽,西口的潮汐類(lèi)型為正規(guī)全日潮,東口為不正規(guī)半日潮,海峽中部為不正規(guī)全日潮。海峽內(nèi)基本上是正規(guī)全日潮流和不正規(guī)全日潮流。(3)潮流橢圓可以較為直觀的展現(xiàn)潮流的變化特征,瓊州海峽內(nèi)的半日潮流和全日潮流均為東西向的往復(fù)流,全日分潮流速比半日分潮的大。在海峽東、西口旋轉(zhuǎn)率較大,流動(dòng)具有旋轉(zhuǎn)流特征。(4)對(duì)表層流場(chǎng)進(jìn)行720 h(30d)的平均,得到瓊州海峽的表層歐拉潮汐余流場(chǎng)。海峽內(nèi)含有多個(gè)渦旋式流動(dòng),與其鋸齒狀地形有很大關(guān)系。在岸線劇烈彎曲的地方,會(huì)存在潮汐岬角峰,能將近岸處的物質(zhì)帶離,對(duì)海灣內(nèi)的水交換有很大作用。海峽內(nèi)的余流整體是向西流的,造成的水體通量約為0.031,*106m3/s,最大流速位于海峽北部,南部次之,中部最小,這可能是因?yàn)楹{內(nèi)存在較多的渦旋式流動(dòng)。海峽內(nèi)全日分潮引起的余流明顯要比M2分潮的大,K1、O1和M2三個(gè)分潮余流的疊加,得到的流場(chǎng)與原始實(shí)驗(yàn)的余流場(chǎng)在形態(tài)和量級(jí)上相似,說(shuō)明海峽內(nèi)潮流間的相互作用并不明顯。(5)選擇海峽內(nèi)的一條斷面,對(duì)模式的動(dòng)量方程各個(gè)項(xiàng)進(jìn)行分析。沿海峽方向,正壓梯度力項(xiàng)和水平對(duì)流項(xiàng)起主要作用,垂向?qū)α黜?xiàng)作用也較為明顯,科氏力項(xiàng)和垂向擴(kuò)散項(xiàng)較弱。跨海峽方向,也主要是正壓梯度力項(xiàng)和水平對(duì)流項(xiàng)平衡。由于海峽內(nèi)部主要為西向流,科氏力項(xiàng)由南向北貢獻(xiàn)增大,垂向擴(kuò)散項(xiàng)和垂向?qū)α黜?xiàng)貢獻(xiàn)不明顯。瓊州海峽的西向余流是由考慮水平對(duì)流項(xiàng)、海表面正壓梯度力項(xiàng)和科氏力項(xiàng)的非線性效引起的。沿海峽和跨海峽兩個(gè)方向的動(dòng)量方程各項(xiàng)分布均與該斷面處的水深對(duì)應(yīng),可知海峽內(nèi)的西向余流是潮流與地形相互作用引起的非線性效應(yīng)產(chǎn)生的。(6)討論了在關(guān)閉海峽東、西兩側(cè)出口時(shí),計(jì)算區(qū)域的潮汐、潮余流的變化特征。關(guān)閉海峽東口后,由西口傳入海峽的潮波中,半日分潮潮波占優(yōu),由此引起的余流為速度較小的東向流。關(guān)閉海峽西口,由東口傳入海峽的南海外海潮波中,全日分潮潮波占優(yōu),其引起的余流形態(tài)與原始實(shí)驗(yàn)相似,但強(qiáng)度較弱。關(guān)閉海峽東、西口時(shí),各分潮在北部灣內(nèi)均出現(xiàn)了完整的潮波系統(tǒng)。瓊州海峽復(fù)雜的地形使其成為南海北部的高耗散區(qū),因此關(guān)閉海峽后,灣內(nèi)的能量損失減小,灣內(nèi)能量的增大使得無(wú)潮點(diǎn)移至海水中。全日分潮在北部灣東北部的振幅(遲角)均減小(增大),是因?yàn)闊o(wú)潮點(diǎn)的北移,和關(guān)閉海峽使得南海外海潮波不能經(jīng)由瓊州海峽傳入北部灣所致,說(shuō)明海峽對(duì)北部灣的潮波系統(tǒng)有顯著影響。半日分潮主要是從海峽西口進(jìn)入海峽,而全日分潮則是從東口傳入。又因?yàn)楸辈繛呈侨粘焙^(qū),海峽以東是不規(guī)則半日潮海區(qū),因此關(guān)閉海峽東口對(duì)這兩個(gè)海區(qū)影響不大,但是對(duì)于瓊州海峽里的潮汐潮流就有很大影響。
【關(guān)鍵詞】：瓊州海峽 潮汐 潮流 余流
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P731.23
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 引言11-15
• 1.1 研究意義11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-15
• 2 海洋數(shù)值模式FVCOM簡(jiǎn)介15-22
• 2.1 模式特點(diǎn)15-16
• 2.2 模型控制方程16-20
• 2.2.1 笛卡兒坐標(biāo)系下的原始方程16-17
• 2.2.2 σ坐標(biāo)系下的控制方程17-20
• 2.3 二維垂向平均方程20-21
• 2.4、三角形網(wǎng)格21-22
• 3 模型設(shè)置與驗(yàn)證22-31
• 3.1 計(jì)算區(qū)域及網(wǎng)格22-24
• 3.2 岸線與地形24-25
• 3.3 模式邊界條件和初始條件25-26
• 3.4 模式驗(yàn)證26-31
• 3.4.1 驗(yàn)潮站調(diào)和常數(shù)驗(yàn)證26-29
• 3.4.2 潮流驗(yàn)證29-31
• 4 結(jié)果分析31-57
• 4.1 潮波系統(tǒng)分析31-34
• 4.2 潮汐類(lèi)型34-35
• 4.3 潮流類(lèi)型35-36
• 4.4 潮流橢圓36-40
• 4.5 余流40-43
• 4.6 動(dòng)量方程分析43-46
• 4.7 海峽對(duì)兩側(cè)海域潮波系統(tǒng)的影響46-57
• 4.7.1 關(guān)閉海峽東口的實(shí)驗(yàn)47-51
• 4.7.2 關(guān)閉海峽西口的實(shí)驗(yàn)51-55
• 4.7.3 余流分析55-56
• 4.7.4 小結(jié)56-57
• 5 總結(jié)與展望57-60
• 5.1 總結(jié)57-59
• 5.2 展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 致謝63
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷63
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63

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1 齊繼峰;曹圣山;郭可采;楊德周;徐振華;尹寶樹(shù);;基于FVCOM的獐子島附近海域三維潮汐潮流數(shù)值模擬[J];海洋與湖沼;2013年06期

2 馮興如;楊德周;尹寶樹(shù);;FVCOM在龍口海域潮汐潮流模擬中的應(yīng)用研究[J];海洋科學(xué);2010年06期

3 吳修廣;劉光生;程文龍;;基于FVCOM的杭州灣三維泥沙數(shù)值模擬[J];水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào);2011年04期

4 謝東風(fēng);潘存鴻;吳修廣;;基于FVCOM模式錢(qián)塘江河口涌潮三維數(shù)值模擬研究[J];海洋工程;2011年01期

5 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王堅(jiān)紅;耿姍姍;苗春生;馮呈呈;龔茂s，

本文編號(hào)：515942