大连獐子岛附近海域三维潮汐潮流数值模拟与研究

发布时间：2020-06-30 23:20

【摘要】：本文基于FVCOM(An Unstructured Grid , Finite Volume Coastal Ocean Model )海洋数值模型,采用无结构化、可分辨率的不规则三角网格,在模拟过程中考虑了底摩擦、垂直混合、非线性等作用的影响。在σ坐标系统下,建立了包含獐子岛附近海域的潮汐、潮流精细化的数值模型。本模型的研究区域包含了獐子岛、长山群岛、海洋岛、大鹿岛、石城岛等众多岛屿,且岸线比较复杂,有众多的海湾。水平分辨率由靠近开边界的1800m到近岸岛屿的300m均匀变化,垂直方向为6个等间隔的σ层;开边界选取了M_2、S_2、N_2、O_1、K_1、和P_1六个主要分潮预报水位驱动。模型模拟结果与实测站的实测潮汐调和常数进行了对比验证,得出M_2、S_2、O_1、和K_1四个主要分潮振幅绝对平均误差分别为5.16 cm、2.64 cm、1.36 cm、1.40 cm,迟角的绝对平均误差分别为1.62°、2.11°、1.93°、4.09°。对潮流的验证本文选取四个站位的连续观察资料进行对比验证,,将模拟结果插值到观测站点上进行分析对比,经验证表明计算结果与实测结果符合良好,模拟结果令人满意,可以用于大连獐子岛附近海域潮汐、潮流分布特征的分析与研究。 依据计算结果绘制了M_2、S_2、O_1、和K_1分潮的同潮图和潮流椭圆图,在同潮图和潮流椭圆图的基础上,对该海域潮汐潮流特征进行了较系统分析。该海域的模型精细化结果表明,獐子岛附近海域的潮汐主要以规则半日潮为主,规则半日潮性质占主要地位;本文模拟海域的潮流类型有旋转流和往复流两种形态,水平潮流多为旋转流,旋转方向大部分为逆时针;近岸海区和水道之间多为往复流,在大鹿岛以南海域也存在一往复流的区域。在123.75°E以东存在一顺时针旋转的区域。由潮余流场的特点可看出,獐子岛等各岛屿周围均形成气旋式的绕岛流,流速一般位于8 cm/s～12 cm/s之间,离岸线较远的外海区域余流较小,只有1 cm/s～2 cm/s。根据本文所得到的结论,可对整个獐子岛海域的潮汐潮流特性有一个全面认识。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P731.23
【图文】：

图 1-1 FVCOM 模型网格示意图·表示变量mH ,,,D,s,q,ql,A22ζ ω计算位置， 表示变量 u, v计算位置FVCOM 模式中为了更加准确地计算出海表面水位、流速、盐度和温度等数值数值计算是在三角形网格上特殊位置上进行的，其中ζ ，H ，D，S ，w， ，qql2，mK ，hK ，mA 和hA 的等数值需要在三角形节点上进行计算，u，v 等数需要在三角形中心点上进行计算。节点上的变量可通过与该点相连的三角形中和边的中心的连线的净通量进行计算，中心上的变量可通过该三角形三边的净量来计算。FVCOM 模式是利用 Fortran77 编程，它可在工作站或 pc 机上Fortran77 或者更高的版本运行。

图 1-2 参考水深（H），海面水位(ξ )和地形高度（hB）的定义其中 Dmin代表底部粘性层的厚度，hB表示河口处地形高度，i jk , , 用来表示三角形的三个节点。FVCOM 在模拟过程中只考虑湿点三角形单元的边界通量，而未考虑干点所在三角形单元的边界通量，所以能够确保模拟过程中体积的守恒性，使计算结果能更好的与实际结果相符。2 模型的配置与验证2.1 模型配置2.1.1 计算海域和模型设置本文所选取的计算海区范围为121.82°～124.1°E，38.5°～39.9°N。模

【参考文献】

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本文编号：2735962