大亚湾核电站海域三维分层潮流场和物质场数值模拟研究

发布时间：2021-01-09 12:39

　　为了有效解决能源问题，广东省多年来大力发展核电事业，在新建核电站的同时，评估现有核电站对周围海洋生态环境的影响尤为重要。核电站液态排放物及海域内各类水生物均伴随着潮流而输运，有效模拟预测出各时刻核电站附近海域的潮流场与物质场极为关键。 本论文主要针对大亚湾核电站附近海域，建立直角坐标系和σ坐标系下三维分层潮流和对流扩散方程的数学模型。根据目前国内外的研究现状和课题组已有的科研经验，本文选取有限差分方法，采用均匀网格划分计算区域；具体差分格式上，选用中心差分和迎风格式差分；垂直涡动粘性系数通过混合长度理论公式计算得到。此外，本文在计算稳定性与精确性的分析检验、各向扩散系数的确定、实际编程中程序的优化等方面进行细致的探索，加以初始条件及边界条件处理，利用计算机编程实现，数值模拟出核电站附近海域的水位、流速和核电站液态排放物的浓度。 利用实测数据与之进行对比，有效验证了直角坐标系和σ坐标系下三维分层潮流方程和对流扩散方程数值模拟结果的正确性，总结出潮流场和物质场的分布规律。对比分析不同坐标系下模拟计算出的数据图像，找出细节差异，总结得到大亚湾附近海域三维分层模型的有效数值模拟方法... 

【文章来源】：暨南大学广东省 211工程院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究的现状和进展
    1.3 研究的内容和方法
    1.4 大亚湾海域自然环境
第二章 直角坐标系下三维分层模型的数值模拟
    2.1 直角坐标系下三维潮流和对流扩散的基本方程
    2.2 直角坐标系下三维潮流方程分层模式
        2.2.1 层内平均运动方程
        2.2.2 连续性方程
    2.3 直角坐标系下三维对流扩散方程分层模式
    2.4 直角坐标系下三维潮流方程分层模式的矩阵格式
    2.5 直角坐标系下三维对流扩散方程分层模式的矩阵格式
    2.6 潮余流的计算
    2.7 初始条件和边界条件的处理
        2.7.1 潮流场计算中的初始条件和边界条件
        2.7.2 物质场计算中的初始条件和边界条件
    2.8 参数选取
        2.8.1 时间空间步长的选取
        2.8.2 涡动粘性系数的选取
        2.8.3 扩散系数的选取
第三章 σ坐标系下三维分层模型的数值模拟
    3.1 σ坐标系下三维潮流和对流扩散的基本方程
    3.2 σ坐标系下三维潮流方程分层模式
        3.2.1 层内平均运动方程
        3.2.2 连续性方程
    3.3 σ坐标系下三维对流扩散方程分层模式
    3.4 σ坐标系下三维潮流方程分层模式的矩阵格式
    3.5 σ坐标系下三维对流扩散方程分层模式的矩阵格式
第四章 数值模拟结果分析
    4.1 潮流场计算
        4.1.1 潮流场验证计算
        4.1.2 潮流场模拟计算
    4.2 物质场验证计算
    4.3 结论
        4.3.1 潮流场物质场分布规律
        4.3.2 不同坐标系下模型及结果间的差异
参考文献
在学期间发表的论文及科研成果清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[5]厦门海域浅水三维潮流场动力学模型[J]. 温生辉,蔡启富,汤军健,蔡嵩.  海洋学报(中文版). 2003(02)
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本文编号：2966667