青岛奥帆赛区海流预报系统开发研究

发布时间：2020-05-12 22:50

【摘要】： 本项研究旨在为青岛奥帆赛区开发一个海流预报系统,提供较高精度的海流情况预报,同时为实现该系统的业务化操作打下坚实的基础。为此,本文主要致力于两个方面的工作:高分辨率条件下的海流模拟和现场实测资料在预报系统中的同化研究。 海洋环流模拟需要有较大的空间和时间尺度,相对而言,潮汐潮流模拟需要的时间和空间尺度会小得多。奥帆赛区的海流模拟,又要求具有很高的分辨率,同时还要求计算模式的计算时间控制在一个比较合理的范围之内。为此,需要充分应用网格嵌套技术。 首先,利用POM模式建立一个具备双重嵌套网格计算功能的模式,将该模式设为一式两份,分别根据实际需要修改模式数据输入和开边界控制的设置,建立一个能通过双子模式联合计算实现三重嵌套计算的三维斜压预报模式,从而实现高精度条件下的奥帆赛区的环流模拟。在实现环流预报的基础上,进行包含潮流与环流的海流预报。 其次,为了提高预报结果的准确性,在海流预报系统中采用牛顿松弛法对测流资料进行同化。应用牛顿松弛逼近法同化测流资料时,松弛系数如何给定是关键,也具有较大的主观性。因此本文通过设计不同的松弛系数进行数值实验,通过比较分析不同方案下的模拟结果与实测值的接近程度,从而确定最适宜的同化方案,使得预报结果更加接近实际情况。 本文完成高精度海流预报系统的建立,并在此基础上完成了同化实测资料的初步工作。根据浮标等实测资料的验证表明,该海流预报系统的模拟结果是可信的。但由于时间较短等多方面的原因,目前实测资料的同化效果还不是很理想,需要在以后的工作中继续深入研究。
【图文】：

青岛奥帆赛区海流预报系统开发研究2008年1.3.1数据同化系统结构对于过程估计与参数估计的同化系统，其系统结构如图1.1口’]所示。观测系统利用动态内插或者动态外推技术，将动力模型的状态变量与传感器获得的数据联}}}(舞纂， ..}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}.… 蕊票几。》 }用 用{{{丝鳖鳖，.v时山幻 幻 幻采 采 采样方寨 寨 寨 (((((s朗叩血g，。h。劝巴》》 》传传传感器致据及数据误差 差差((((($已n，。rda灿改山饱。丫 ar)))))尽尽尽盆汉做型及误差棋型(m巴”切闭川，兄幻比。d出左口厅O丁幻比Odds)妙门妙日门姻皿珍嵌创误误差摸型型用蓄摧状态、参致估值及误差(乏〕(巫〕(D’.”~~任i〕 SV5.认了EV丸RIAB】吏;SV云S八丁八EV汽尺1户Bl王ES丁如认TIONP琳只八ME花氏泥二PARAN吃TEREST企调A书ON图1.1同化系统结构图 Fig.1.1Frameofassimilationsystem系起来。状态变量与参数间的动态连接，使得所有这些变量与参数可以从它们中

将结果反馈给大网格。该技术主要参考了Lie一 Yauwoey【’03]所做的工作，并进行了修正。以一个大网格嵌套3个小网格为例来介绍网格嵌套方法，如图2.2所示。大网格的边长是小网格的3倍，所以一个大网格里面包含有9个小网格。图2.2中，，线上标有“X”的是小网格区域的边界。小网格区最外面的“x”和“=”之间的FRSZONE为小网格的边界缓冲区，如图2.2所示，这个区域内，小网格的变量的值由大网格的计算结果内插值后与小网格原有的值融合得到。例如，该区域小网格的水位值由以下公式来计算:EN=aEj(+(1一“)EN式中，下标N和IC分别表示小网格和大网格的值，a为权重系数。在小网格区的FRSZONE以外的网格点其a值都是0。而在FRSZONE内
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：P731.35

【引证文献】

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1 姚武魏;流场数值模拟在船舶安全通航中的应用研究[D];大连海事大学;2012年

本文编号：2660952