大海域潮流场数值模拟分析

本文以防城港市山心沙岛生态岛礁建设项目为研究对象,采用数值模拟的手段,建立大海域潮流场平面二维数值模型,对项目建设前后的潮流场状况进行数值模拟。结果表明,现状潮流流速通常<50cm/s,工程东南侧海域流速略大;涨急时刻流速通常<60cm/s;高潮、低潮时刻工程潮流流速均<10cm/s;工程建成后,西南和北东侧涨急时刻流速主要呈现变小的趋势,最大降幅约17.5cm/s,南、东南和西北侧涨急时刻流速呈现增大的趋势,流速最大降幅约为18.5cm/s;涨急时刻流速变化>5.0cm/s的区域主要集中在工程区周边0.8km内。

黄渤海潮流场及其与沉积物搬运的关系

沉积物的悬浮、输运受海潮流、波浪、温盐结构及泥沙来源诸多因素影响,然而何为主次,各海区不尽相同,本文在模拟黄渤海潮流场基础上着重计算、讨论了沉积物搬运与潮流场之间的关系。结果指出,潮流场在该海区泥沙输运与沉积中起着主导作用。这一结果与R.W.Sternberg等在东海北部的夏季调查结果相一致。通过M_2和(M_2±S_2)不同条件下的计算比较,同时还反映出该海区的的沉积物输运与冲淤格局基本一致。

胶州湾潮流场的示踪粒子数值模拟研究

本文采用直角坐标系统,矩形网格技术,将ECOMSED模式应用于胶州湾内粒子运动轨迹模拟试验。在ECOMSED模式三维水动力模块基础上,启用保守粒子的示踪模型,模拟粒子在湾内的运动轨迹,得到胶州湾排污口污染物在湾内表、中、底3层的运动路径,从而为排污口选址和陆源污染治理方案提供环境依据,以达到使湾内及附近海域受污染最低的目的。通过模拟获得了胶州湾及其附近海域三维潮流水平与垂向分布结构,以及此海域的若干个流涡的水平分布状况。粒子示踪的模拟结果表明,粒子的运动轨迹与湾内流速流向相一致,即示踪粒子的运动轨迹与湾内流场有关,此外也受到粒子释放时刻的影响,高潮时释放的粒子更容易向湾外漂移,利于污染物的输运。

渤、黄、东海M_2和K_1分潮潮流场的有限元模拟

使用有限元模式(QUODDY)数值模拟了渤、黄、东海浅水区的M2和K1分潮潮流场。对于M2分潮潮流场,东分量和北分量的潮流调和常数与16个测站观测资料的平均绝对误差分别为8.23 cm/s,23.74°();7.36 cm/s,27.78(°)。对于K1分潮潮流场,则分别为8.39 cm/s,36.48(°);9.40 cm/s,38.04(°)。文中得到的M2分潮流在模拟海区共有9个圆流点(秦皇岛附近1个,莱州湾口1个,山东半岛北部海域2个,黄海北部2个,苏北辐射沙洲的外侧1个,舟山群岛东南海域2个)。K1分潮流在模拟海域也存在9个圆流点(秦皇岛附近1个,莱州湾口1个,北黄海2个,南黄海1个,苏北辐射沙洲的外侧1个,济州岛东南海域3个),其中黄海北部偏北的圆流点(39°25′N,123°05′E)和济州岛东南海域最东南的圆流点(32°50′N,127°50′E)以前未见过报道。

钱塘江河口弯道潮流场的数值模拟

钱塘江河口潮流错综复杂,依靠零星的实测潮流资料无法全面描述其流场特征.本文采用Deldt3D模型对钱塘江河口闻家堰至仓前河段的潮流场进行二维数值模拟,着重研究了河口弯道的流场特性.结果表明,河口弯道流场具有跟无潮河流弯道显著不同的特性,如弯道流速向下游递增;涨、落急主流线分歧;涨、落潮流对丁坝工程的响应不同,以及下游弯道水面横比降大于上游弯道.

渤海及北黄海潮流场的基本特征

文中根据潮流场永久预报方法所提供的渤海、北黄海的Ⅰ型和Ⅱ型潮流场永久预报图,分析讨论了本海区潮流场的基本特征。文中对本海区半日潮、全日潮同时存在时的混合流场的基本特征进行了较详细的分析讨论。观测资料业已表明,在本海区的强流区中,易发生流速高达5kn以上、持续时间仅为几分钟或十几分钟这样短暂的潮急流。

海坛海峡二维潮流场数值模拟

海坛海峡为南北狭长型海峡，海峡内潮波属于前进波．本文建立了平面二维浅水波数学方程，利用欧拉-拉格朗日差分方法得到数值解，模型采用随时间变化的动边界技术，成功地模拟了海坛海峡的前进波特征，并根据实测数据进行了验证．同时计算了同潮时线和等振幅线，不同时刻的潮流场和潮流平均流速分布．计算结果表明，北部湾口M2分潮高潮时间比南部湾口早约5～6min，等振幅线范围约为2．12～2．15m．海峡内流速分布呈南北强、中间弱的特点，最大流速1m／s左右．

厦门海域浅水三维潮流场动力学模型

基于Casulli的三维浅水模型,改进浅滩处理方法,并入简化的紊流闭合模型,形成完整的海洋动力学基本方程组,改进了紊流闭合模型的求解方法,动力学模拟结果与实测结果符合良好,海域中大量浅滩的干出与淹没的面积和位置与实际情况吻合良好.本模型是厦门海域海洋动力学理论研究中第一个完全的三维斜压潮流场模型,全部程序用FORTRAN语言独立开发和编写.

厦门附近海域潮流场的数值模拟

本文采用ＶｉｎｃｅｎｚｏＣａｓｕｌｌｉ提出的半隐式有限差分方法，首次模拟厦门全海域的潮流场。利用本单位多年在该海域的水文调查结果（共选用８个短期潮位站和５３个全潮周日测流站的资料），对潮流场进行检证，表明潮流场模拟结果是较好的。包括全海域流态分布，广大潮间带淹没及干出的情况，各测站潮位、潮流大小与位相，等潮差线与同潮时线的分布，以及欧拉余流分布与实际情况吻合均较好。

珠江河口西南风强迫下潮流场的数值模拟

采用 Backhaus 三维斜压模型模拟了均匀西南风场对珠江口近岸海域的影响，并与无风情况作了对比；通过对珠江河口盐度场及风生环流的分析比较，结果表明，模型较为真实地再现了夏季珠江河口的水动力学特性。

北戴河西海滩养护工程海域潮流场数值研究

针对秦皇岛北戴河西海滩养护计划评价的需要,采用Delft3D-Flow建立工程区海域潮流模拟研究的数学模型,通过对大区域范围内5个测站流速、流向的验证,将计算所得参数运用于嵌套在其内部的小范围海域设计方案下潮流场的模拟。结果表明通过在海区岬角处修建突堤和修筑离岸潜堤工程会显著减小工程区内潮流速度,有利于养滩的形成和稳定。

长江口风暴潮流场计算

利用一、二维数学模型 ,并考虑长江口深水航道治理工程的进展情况 ,对长江口区风暴潮流场进行了数值模拟计算 .计算结果表明 ,治理工程对风暴潮引起的增水影响不显著 ,风暴潮增水期间潮位升高 ,涨。

三亚电厂工程影响潮流场数值模拟

运用嵌套方法对拟建三亚电厂工程海域潮流场进行了数值模拟，预测了电厂码头工程对潮流场的影响。模拟结果表明，嵌套方法的应用更精确地模拟了海岸线的几何形状，提高了工程海域潮流场的精度，清晰地再现了流场的微细结构。

大规模多岛屿海域潮流场的数值模拟

本文提出了一种系统地分析大规模多岛屿海域潮流场的数值模拟方法，以及只有有限代表点位的计算区域内的潮汐和潮流资料的分析方法。建立了适用于复杂的多岛屿海域上平面二维潮波数值计算模型的选择及网格自动剖分方法。通过对长海县长山群岛海域潮流场的模拟，验证了此方法在计算规模大而又要求局部分辨率高的潮流场时，该方法效率高，经济合理，灵活方便。

龙口湾潮流场的数值模拟

为制订龙口港远景规划、制订控制近海环境污染对策，用ADI法数位模拟了龙口湾的潮流场，经与实测流对比两者拟会较好。

莱州湾海上风电场工程对局部潮流场的影响分析

利用MIKE 21 Flow Model_FM HD模块搭建包括莱州湾在内的整个渤海水动力模型,在实测资料验证良好的基础上,对工程建设前后潮流场进行了数值模拟,并就海上风电场工程建设引起的局部潮流场变化进行了分析。结果表明,工程建设前后大范围的涨、落潮流态基本没有变化,工程建设没有改变工程海域的潮流场格局;流速变化主要集中在风电场风机桩基附近。桩基背流面流速减小值大于迎流面流速减小值,迎水面桩基两侧流速均有所增大,但流速增大的范围比流速减小的范围一般为小。

基于GIS的潮流场POM模式计算分析系统

为实现潮流场计算与基于GIS的分析的整体集成，提出了基于GIS的潮流场计算分析系统的总体框架结构，设计了潮流场计算模块、基于GIS的空间分析模块、用户端接口模块与数据库的组织，建立了一个具有基本应用功能的集成系统。选取南海为例进行了潮流计算和基于GIS的结果分析，分析结果验证了该系统的有效性。

水平轴潮流能水轮机阵列对区域潮流场影响研究

为考察水轮机阵列对区域潮流特性的影响,本文基于Delft 3D-Flow建立斋堂岛及附近水域的三维水力学模型并通过实测数据进行校验。经验证后的模型,采用TSE方法确定阵列在目标水域中的放置位置,并通过动量损失方式模拟水轮机对流场的影响,进而研究和评估在一定水域面积下不同水轮机数量组成的阵列对潮流场的影响。仿真结果显示:该水域放置水轮机阵列将对附近较大范围水域的水位产生影响,在靠近阵列处水位变化最大能达到3 cm;对区域流速影响较为显著,当阵列中水轮机密度较大时,其尾流影响区域局部时刻流速下降能达到45 cm/s且影响距离可延伸至其下游2 km外。

新仙女木期古黄海潮流场的数值模拟

新仙女木事件发生时(12.9～11.6 cal.kaBP),中国东部陆架海平面在-66 m等深线附近振荡徘徊,海水进入到现代北黄海南部,黄海形成了一个狭长的通道型海湾。运用环境流体动力学模型(EFDC)对这特殊的狭长通道型海湾潮流场进行数值模拟,计算中采用水平方向上的曲线正交坐标与垂直方向上的Sigma坐标相结合以及三维数学模型二维化的方法。模拟结果显示当时的潮流场非常的强,水深较浅的区域多为旋转流,水深较深的中间槽部区域多呈往复流,不断冲刷底部,带走悬浮泥砂。进入黄海后,潮波从前进波转变成旋转波,并在西岸出现两个发育不完全的无潮点。潮余流在古黄海西部及中部海域一致向东南和南向流动,并且流速较大,但在口门处流速减小,海湾中部冲刷起的底部沉积物可能被余流带出并沉积下来形成济州岛西南泥质区。而在东部海域,余流具有向北流的趋势,从而在古海湾的中央区域形成一个较为明显的逆时针向环流,很有可能是韩国西南现代泥质区接收泥质沉积的开始。南黄海东侧发育的潮流沙脊群的延伸方向及潮流砂的粒度组成和古黄海的潮流场有很好的对应关系,新仙女木时期波动较小的海平面和稳定的潮流场是潮流沙脊群形成的有利因素。可以说新仙女木期的海流、潮流和潮余流对古黄海的塑造奠定了现代黄海的形态。

厦门湾潮流场的数值模拟

本文依据二维长波方程,用ADI方法建立差分方程.计算了厦门湾附近海域的半日潮和全日潮,并考虑了计算域西部九龙江的径流对该海域流场的影响,得到了与实际观测符合良好的结果;从而根据数值模拟和实测结果,对厦门湾的潮汐和潮流等进行了讨论。