近海海域三维水动力学与水质模拟及其可视化研究
发布时间：2023-06-16 21:06
对水环境质量进行科学的分析、评价和预测，进而对其进行有效的规划、治理和管理，对保证社会经济的可持续发展具有十分重要的意义。应用水动力学和水质模拟模型，对水体的水动力学规律和污染情况进行分析预测，是水环境分析和预测的重要基础。本论文的目的是：应用三维水动力学和水质模型，对近海海域水动力学规律和污染情况进行模拟研究，并对模拟计算结果进行可视化处理，使其能清晰、直观地表达出来。 采用结构化程序设计方法，选择Microsoft Developer Studio操作平台，对原用于工作站的低版本大型三维水动力学模型软件和三维水质模型软件进行了成功的移植和升级，使其能方便地在微型计算机上运行。对大连湾海域的应用表明，在微型计算机上进行全年水动力学和水质模拟计算，移植升级后的这两个软件的运行时间分别只需5分钟和20分钟，而原水动力学模拟软件的运行时间为44小时(计算效率提高了500多倍)，原水质模拟软件难以给出运行结果。 应用移植升级后的三维水动力学模型软件，对大连湾海域水动力情况进行了模拟计算，得出了大连湾海域的水动力学特征。 应用移植升级后的三维水质模型软件，对大连湾海域水...
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
0 前言
1 文献综述
1.1 水动力学模型
1.1.1 水动力学模型的发展
1.1.2 水动力学模型的分类
1.1.3 三维水动力学模型
1.2 水质模型
1.2.1 水质模型的发展
1.2.2 水质模型的分类
1.2.3 水质模型的建立
1.2.4 水质模型的发展趋势
1.3 MATLAB简介
1.3.1 MATLAB的主要功能
1.3.2 MATLAB的主要特点
1.3.3 MATLAB的应用领域
1.4 地理信息系统
1.4.1 地理信息系统的发展
1.4.2 地理信息系统的组成
1.4.2 地理信息系统的功能
1.4.4 地理信息系统技术的发展趋势
1.4.5 地理信息系统在水质模拟中的应用现状
1.5 本章小结
2 近海海域三维水动力学模型及应用
2.1 三维水动力学模型
2.1.1 一般情况
2.1.2 潮汐流动情况
2.1.3 考虑潮汐运动流体通用方程
2.1.4 径向混合
2.1.5 纵向混合
2.2 数值求解方法
2.2.1 网格的划分
2.2.2 边界条件
2.2.3 初始条件
2.2.4 求解过程
2.3 输入输出数据文件
2.4 程序调试
2.5 模型应用
2.5.1 大连湾海域环境状况
2.5.2 大连湾海域气候情况
2.5.3 大连湾海域水文情况
2.5.4 大连湾海域监测站位情况
2.5.5 大连湾海域水动力学模型计算
2.6 模型计算结果
2.7 本章小结
3 近海海域三维水质模型及应用
3.1 水质模型简介
3.1.1 质量守恒
3.1.2 水质变量间的作用
3.1.3 生态系统
3.1.4 有机质的归宿
3.1.5 底泥耗氧
3.1.6 透光度
3.1.7 污染负荷
3.2 数值求解方法
3.2.1 水质模型的求解程序
3.2.2 水质模型的输入输出数据
3.3 程序调试
3.4 模型应用
3.4.1 大连湾海域污染状况
3.4.2 大连湾沿岸污染源
3.4.3 环境监测站
3.4.4 单元几何形状数据
3.4.5 边界条件
3.4.6 水质模拟结果
3.5 大连湾海域水质总量控制
3.5.1 海水水质标准
3.5.2 大连湾海域环境功能区划
3.5.3 大连湾海域水质现状分析
3.5.4 大连湾海域总量控制的研究区域
3.5.5 水质控制目标
3.5.6 水质规划的实施步骤
3.5.7 陆源排放与污染物浓度场的关系
3.5.8 主要污染物的环境容量计算
3.6 本章小结
4 基于MATLAB的水质模拟可视化研究
4.1 可视化处理的主要内容与基本步骤
4.2 数据处理的一般方法
4.2.1 数据插值
4.2.2 曲线拟合
4.3 图形绘制的一般方法
4.3.1 二维图形绘制
4.3.2 三维图形绘制
4.4 水质模拟结果的可视化处理
4.4.1 数据转换
4.4.2 数据处理
4.4.3 图形绘制
4.5 本章小结
5 基于GIS的水质模拟可视化研究
5.1 MapInfo的开发环境
5.2 地形图的矢量化处理
5.3 创建图层
5.4 创建关系数据库
5.5 创建点
5.6 集成制图
5.7 大连湾海域水质模拟结果可视化示例
5.8 本章小结
6 论文工作总结和今后工作设想
6.1 论文工作总结
6.2 今后工作设想
参考文献
符号说明
创新点摘要
攻读博士学位期间完成的论文
致谢
本文编号：3833985
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
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中文摘要
英文摘要
0 前言
1 文献综述
1.1 水动力学模型
1.1.1 水动力学模型的发展
1.1.2 水动力学模型的分类
1.1.3 三维水动力学模型
1.2 水质模型
1.2.1 水质模型的发展
1.2.2 水质模型的分类
1.2.3 水质模型的建立
1.2.4 水质模型的发展趋势
1.3 MATLAB简介
1.3.1 MATLAB的主要功能
1.3.2 MATLAB的主要特点
1.3.3 MATLAB的应用领域
1.4 地理信息系统
1.4.1 地理信息系统的发展
1.4.2 地理信息系统的组成
1.4.2 地理信息系统的功能
1.4.4 地理信息系统技术的发展趋势
1.4.5 地理信息系统在水质模拟中的应用现状
1.5 本章小结
2 近海海域三维水动力学模型及应用
2.1 三维水动力学模型
2.1.1 一般情况
2.1.2 潮汐流动情况
2.1.3 考虑潮汐运动流体通用方程
2.1.4 径向混合
2.1.5 纵向混合
2.2 数值求解方法
2.2.1 网格的划分
2.2.2 边界条件
2.2.3 初始条件
2.2.4 求解过程
2.3 输入输出数据文件
2.4 程序调试
2.5 模型应用
2.5.1 大连湾海域环境状况
2.5.2 大连湾海域气候情况
2.5.3 大连湾海域水文情况
2.5.4 大连湾海域监测站位情况
2.5.5 大连湾海域水动力学模型计算
2.6 模型计算结果
2.7 本章小结
3 近海海域三维水质模型及应用
3.1 水质模型简介
3.1.1 质量守恒
3.1.2 水质变量间的作用
3.1.3 生态系统
3.1.4 有机质的归宿
3.1.5 底泥耗氧
3.1.6 透光度
3.1.7 污染负荷
3.2 数值求解方法
3.2.1 水质模型的求解程序
3.2.2 水质模型的输入输出数据
3.3 程序调试
3.4 模型应用
3.4.1 大连湾海域污染状况
3.4.2 大连湾沿岸污染源
3.4.3 环境监测站
3.4.4 单元几何形状数据
3.4.5 边界条件
3.4.6 水质模拟结果
3.5 大连湾海域水质总量控制
3.5.1 海水水质标准
3.5.2 大连湾海域环境功能区划
3.5.3 大连湾海域水质现状分析
3.5.4 大连湾海域总量控制的研究区域
3.5.5 水质控制目标
3.5.6 水质规划的实施步骤
3.5.7 陆源排放与污染物浓度场的关系
3.5.8 主要污染物的环境容量计算
3.6 本章小结
4 基于MATLAB的水质模拟可视化研究
4.1 可视化处理的主要内容与基本步骤
4.2 数据处理的一般方法
4.2.1 数据插值
4.2.2 曲线拟合
4.3 图形绘制的一般方法
4.3.1 二维图形绘制
4.3.2 三维图形绘制
4.4 水质模拟结果的可视化处理
4.4.1 数据转换
4.4.2 数据处理
4.4.3 图形绘制
4.5 本章小结
5 基于GIS的水质模拟可视化研究
5.1 MapInfo的开发环境
5.2 地形图的矢量化处理
5.3 创建图层
5.4 创建关系数据库
5.5 创建点
5.6 集成制图
5.7 大连湾海域水质模拟结果可视化示例
5.8 本章小结
6 论文工作总结和今后工作设想
6.1 论文工作总结
6.2 今后工作设想
参考文献
符号说明
创新点摘要
攻读博士学位期间完成的论文
致谢
本文编号：3833985
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