渤海灣溫帶風(fēng)暴潮數(shù)值計(jì)算模式的研究與應(yīng)用.pdf

1、風(fēng)暴潮是世界海洋災(zāi)害中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一,中國(guó)是世界上風(fēng)暴潮災(zāi)害發(fā)生最頻繁的且所受影響最嚴(yán)重的國(guó)家之一,風(fēng)暴潮給國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來了重大損失。故對(duì)風(fēng)暴潮數(shù)值模擬方法的研究,提高風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性,具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文分析了風(fēng)暴潮的特點(diǎn)及其對(duì)沿海地區(qū)的影響,總結(jié)了風(fēng)暴潮研究的現(xiàn)狀與進(jìn)展。在靜水壓強(qiáng)假設(shè)條件下,由三維流動(dòng)的基本方程出發(fā),對(duì)二維、三維風(fēng)暴潮數(shù)學(xué)模型的控制方程進(jìn)行了推導(dǎo),并應(yīng)用有限差分法的交替方向隱

2、格式(Alternating Direction Implicit Method,即ADI)對(duì)控制方程進(jìn)行離散求解。綜合考慮了天文潮與風(fēng)應(yīng)力對(duì)風(fēng)暴潮的影響,研究了溫帶風(fēng)暴潮二維、三維數(shù)值計(jì)算模式。在三維風(fēng)暴潮計(jì)算中,采用擬三維計(jì)算模式,提出了非平面水深等分模式和平面等水深分布模式,比較兩種不同模式的計(jì)算成果,對(duì)兩種數(shù)值模擬計(jì)算模式的特點(diǎn)做了系統(tǒng)的分析。
　　 根據(jù)實(shí)際海區(qū)情況,本文將計(jì)算區(qū)域分為大模型、小模型兩個(gè)計(jì)算區(qū)域,即黃渤

3、海大模型區(qū)域和渤海灣小模型區(qū)域。建立了黃渤海大范圍海域和渤海灣小范圍海域的二維、三維天文潮溫帶風(fēng)暴潮數(shù)學(xué)模型,在天文潮數(shù)學(xué)模型中,采用潮汐調(diào)和分析方法為模型提供海洋邊界條件,模擬了2009年5月8日-10日的潮汐過程,采用2009年潮汐表資料驗(yàn)證了計(jì)算成果。對(duì)黃渤海海區(qū)2009年5月8日-10日發(fā)生的風(fēng)暴潮過程進(jìn)行了模擬。模擬了只在小模型中考慮風(fēng)應(yīng)力與天文潮共同作用和大小模型中同時(shí)考慮風(fēng)應(yīng)力與天文潮共同作用的兩種計(jì)算模式,利用塘沽驗(yàn)潮站