基于热力学过程的渤海海冰生消模型
本文选题:渤海 + 三维Euler-Lagrangian模式 ; 参考:《水科学进展》2017年01期
【摘要】:为了对渤海海冰生消问题进行模拟,基于三维自由水面垂向分层动网格的Euler-Lagrangian模式,采用VC(Vertex-Centered)方式的非结构化有限体积方法离散三维浅水方程组,模拟渤海的水流运动过程。以此水动力场为背景,引入热力学过程的影响,对渤海海域的冬季结冰过程进行模拟,建立了海冰生消模型。其中热力学参数主要包括大气温度、相对湿度、风场特征、太阳辐射、感热通量系数以及潜热通量系数。以渤海2011/2012年常冰年的结冰过程为例,将各个热力学参数对冰情影响的敏感性进行分析,对模型进行了验证。结果表明,感热与潜热系数是对冰情影响最敏感的一项,即当感热和潜热通量系数仅减小了0.000 2后,其海冰的最大厚度就减小了15 cm。最后,通过连续实测的水动力数据与2009/2010年冬季的典型海冰灾害过程再一次对模型进行了验证,充分说明了模型具有较高的精确性、稳定性与实用性。
[Abstract]:Based on the Euler-Lagrangian model of vertical stratified moving grid of three dimensional free water surface, the 3-D shallow water equations are discretized by using VC (Vertex-Centered) method to simulate the water flow in Bohai Sea. Under the background of hydrodynamic field and the influence of thermodynamic process, the ice formation process in Bohai Sea in winter was simulated, and the model of sea ice formation and elimination was established. The thermodynamic parameters mainly include atmospheric temperature, relative humidity, wind field characteristics, solar radiation, sensible heat flux coefficient and latent heat flux coefficient. Taking the ice forming process in the Bohai Sea in 2011 / 2012 as an example, the sensitivity of each thermodynamic parameter to the ice condition was analyzed and the model was verified. The results show that the coefficient of sensible heat and latent heat is the most sensitive to the ice condition, that is, when the sensible heat and latent heat flux coefficients decrease only 0.000 2, the maximum thickness of sea ice decreases by 15 cm. Finally, the model is verified again by continuous measured hydrodynamic data and the typical sea ice disaster process in the winter of 2009 / 2010, which fully shows that the model has high accuracy, stability and practicability.
【作者单位】: 辽宁省海洋水产科学研究院;大连理工大学建设工程学部水利工程学院;
【基金】:辽宁省海洋与渔业厅科研项目(201419) 海洋公益性行业科研专项经费资助项目(201505019)~~
【分类号】:P731.15
【参考文献】
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【共引文献】
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本文编号:2061208
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