海湾潮流与地形演变计算模拟研究

发布时间：2022-01-09 18:24

　　海湾处于陆地与海洋之间的纽带部位,开发环境优越,具有重要的经济、战略价值,认识和了解海湾地貌演变规律以及海湾内水动力因素对海湾的利用保护具有重要意义。本文利用数值计算模型,包括水动力模型、泥沙输运模型和地形演变模型,对不同长度海湾的地形平衡剖面形态进行研究。本文首先介绍了计算模型以及相应的差分方法和计算流程。为保证计算模型的正确性,在不同长度海湾内潮波空间特征的分析中验证了水动力模块,并研究有摩擦和无摩擦情况下的潮波特征。为研究不同坡度初始地形对海湾平衡剖面的影响,利用数值模型模拟了不同坡度初始地形的矩形、收缩型和扩张型短海湾的水底剖面。通过水底平衡剖面与短海湾理论平衡剖面对比,验证了地形演变模块;通过水底平衡时的泥沙浓度与短海湾平衡剖面的理论浓度对比,验证了泥沙输移模型;通过对比不同坡度初始地形的海湾平衡剖面,分析了海湾初始地形坡度对海湾水底平衡剖面的影响,结果表明,不同坡度初始地形对应的海湾水底平衡剖面并不相同,但是剖面类型（斜坡型、下凹型和上凸型）保持不变。为研究长海湾水底平衡剖面的形态,利用数值模型模拟了矩形、收缩型和扩张型长海湾的水底平衡剖面。与短海湾水底平衡剖面形态相比,分... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要工作
2 潮流与地形演化耦合计算模型
    2.1 水动力计算模型
        2.1.1 基本方程
        2.1.2 水动力模型的数值格式
        2.1.3 边界条件的设置
    2.2 泥沙输移计算模型
        2.2.1 悬移质泥沙输移方程以及数值离散
        2.2.2 边界条件的设置
        2.2.3 推移质输沙率方程
    2.3 地形演变计算模型
        2.3.1 地形演变基本方程
        2.3.2 地形演变方程的数值离散
    2.4 本章小结
3 潮流计算结果与解析解对比
    3.1 短海湾潮流
        3.1.1 控制方程
        3.1.2 常水深无摩擦情况
        3.1.3 常水深有摩擦情况
        3.1.4 变水深无摩擦情况
        3.1.5 变水深有摩擦情况
    3.2 长海湾潮流
        3.2.1 常水深无摩擦情况
        3.2.2 常水深有摩擦情况
        3.2.3 变水深无摩擦情况
        3.2.4 变水深有摩擦情况
    3.3 本章小结
4 短海湾水底平衡剖面
    4.1 矩形海湾
    4.2 收缩型海湾
    4.3 扩张型海湾
    4.4 本章小结
5 初始为长海湾的海湾水底平衡剖面
    5.1 矩形海湾
        5.1.1 长度为1/4 潮波波长的海湾
        5.1.2 长度为1/2 潮波波长的海湾
    5.2 收缩型海湾
        5.2.1 长度为1/4 潮波波长的海湾
        5.2.2 长度为1/2 潮波波长的海湾
    5.3 扩张型海湾
        5.3.1 长度为1/4 潮波波长的海湾
        5.3.2 长度为1/2 潮波波长的海湾
    5.4 本章小结
6 不同输沙方式对海湾平衡剖面的影响
    6.1 仅考虑推移质作用的情况
    6.2 同时考虑推移质和悬移质的情况
    6.3 本章小结
结论
参考文献
附录A 常水深海湾潮流线性控制方程的求解
附录B 海湾水底平衡剖面理论解
附录C 变水深情况收缩和扩张型短海湾水位和速度推导
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]人工沙滩与潜堤结合岸滩防护工程数值研究[J]. 赵恩金,徐照妍,潘新颖,梁丙臣.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]奉化桐照渔港水动力与泥沙环境特征研究[J]. 高峰,吴承凯,赵鹏,谭忠华,谢东波,刘盾.  中国港湾建设. 2018(05)
[3]河流泥沙对水环境的作用研究概述[J]. 底瑛棠.  科技经济导刊. 2017(26)
[4]东营港海域冲淤特征[J]. 罗宗杰,吴建政,胡日军,朱龙海.  海洋地质前沿. 2016(12)
[5]洋山港建设时期海域通道冲淤变化特征分析[J]. 左书华,李蓓,杨华.  水道港口. 2009(01)
[6]胶州湾口海底沙波的类型、特征及发育影响因素[J]. 边淑华,夏东兴,陈义兰,赵月霞.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2006(02)
[7]崎岖列岛海区百年冲淤特征及其原因[J]. 陈沈良.  海洋通报. 2000(01)
[8]现行黄河口冲淤特征和作用机制[J]. 陈彰榕,杨作升,赵晓燕.  青岛海洋大学学报. 1998(01)
[9]黄河三角洲埕北海区泥沙冲淤分析[J]. 孙效功,杨作升,陈彰榕.  青岛海洋大学学报. 1993(S1)

硕士论文
[1]海湾水底平衡剖面及不稳定演化研究[D]. 苏文亮.大连理工大学 2017



本文编号：3579221