三维风暴潮数值预报模型的研究及应用

发布时间：2023-03-30 20:09

　　分析研究表明,渤海湾是世界上风暴潮最频发和最严重的区域之一,春、秋、冬季均有灾害性温带风暴潮发生。对渤海湾二维风暴潮运动已经研究较多,而三维风暴潮的研究还有很大的发展空间。前者研究重心主要放在风暴增水的预报及后报；而后者更多的应用于如海上石油平台、海底管线等重大工程的建设中。事实上,这些重大工程更多关注的是极端天气条件下风暴潮对工程使用寿命和安全性的影响。 本文在实验室二维温带风暴潮数值模型研究的基础上,系统的推导了三维温带风暴潮控制方程,采用显隐交替的有限差分格式,即ADI (Alternating Direction Implicit Method)方法,对三维温带风暴潮控制方程进行离散,形成了以追赶法求解的线性方程组,建立了三维温带风暴潮整体大范围区域黄渤海数学模型(大模型)和局部小范围区域渤海湾数学模型(小模型),大模型潮位开边界应用调和分析方法给出青岛港纬度一线的天文潮过程,小模型潮位开边界采用大模型计算成果提供,计算模拟了渤海湾海域的天文潮潮汐过程,并对青岛港调和分析资料、塘沽站天文潮过程和埕北测流点流速、流向进行了验证,结果基本吻合。在风暴潮计算中,引入MM5风场模拟成果...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 相关研究工作的回顾
    1.2 风暴潮集成预报可视化系统研究现状及存在的问题
    1.3 本文的研究目的、方法、内容和创新点
    1.4 本章小结
第二章 三维风暴潮控制方程的建立
    2.1 三维流动的运动方程
    2.2 沿水深平均的三维风暴潮控制方程
    2.3 本章小结
第三章 三维风暴潮数学模型的建立
    3.1 三维风暴潮基本方程
    3.2 风应力计算
    3.3 三维风暴潮差分方程推导
    3.4 差分方程的求解
    3.5 水边界条件确定
    3.6 本章小结
第四章 三维风暴潮模式在渤海湾的应用
    4.1 模型海区概况
    4.2 模型网格的划分
    4.3 风暴潮数学模型在黄渤海区域的应用及验证
    4.4 无风情况下三维风暴潮数学模型在渤海湾的应用及验证
    4.5 有风情况下三维风暴潮数学模型在渤海湾的应用及验证
    4.6 模型的可视化输出
    4.7 本章小结
第五章 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢



本文编号：3775406