《三维非结构波流耦合数值模型应用研究》在非结构有限体积数值模型基础上,通过耦合非结构波浪数值模型,建立了非结构波流完全耦合数值模型,并对建立的模型进行了一系列验证,利用建立的模型开展了渤海环流及影响因素、渤海海峡溢油及大伙房水库水动力、水质数值模拟等应用研究,在此基础上探讨了波流相互作用过程对水动力、水环境模拟结果的影响。
《三维非结构波流耦合数值模型应用研究》可供水利、海洋等行业科研人员及高等院校师生参考。
模型是对实际事物高度的抽象和概括,它包括数学模型和物理模型两类。物理模型因其造价高、建设时间长,方案更改周期比较长,不容易模拟复杂的自然环境条件,受时间尺度和空间尺度限制较大,在实际应用中受到很大限制。数学模型是在对事物机制进行抽象的基础上建立起来的数学物理方程,在合适的初值、边值条件下,可以通过数值方法求得物理变量的时空分布。数学模型除能重现研究区域的流体运动和污染物的浓度分布外,经过调试和验证还可以用来预测水体的水流形态、水质变化情况等。数学模型以其经济和易调试等优点,目前已成为水动力、水环境领域研究的重要工具。
本书通过建立一个非结构波浪模型,进而修改三维非结构海洋数值模型FVCOM与波浪模型进行双向耦合。在建立的模型基础上,对近海和水库中的水动力、水环境进行了研究,研究成果可为相关行业科技水员提供参考。本书的出版得到了南京水利科学研究院出版基金、国家自然科学基金“半封闭港湾内水体输运时间分布规律及其对水质的反馈影响机制研究”(51779147)的资助。由于水平有限,不妥之处,敬请各位同行批评指正。
前言
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究概况
1.3 本书的研究工作
2 非结构波浪数值模型建立及验证
2.1 非结构波浪数值模型描述
2.2 非结构波浪数值模型求解
2.3 非结构波浪数值模型并行化处理
2.4 非结构波浪数值模型验证
2.5 小结
3 三维非结构波流耦合数值模型建立及验证
3.1 三维非结构波流耦合数值模型描述
3.2 非结构波流耦合数值模型验证
3.3 小结
4 渤海环流及影响因素数值模拟研究
4.1 数值模型描述及配置
4.2 数值模拟结果
4.3 不同影响因素对渤海环流的影响
4.4 河流对渤海环流的影响
4.5 小结
5 渤海海峡溢油数值模拟研究
5.1 三维溢油模拟系统建立
5.2 模型验证及与差分模型比较
5.3 模型在渤海海峡溢油事故中的应用
5.4 小结
6 大伙房水库水动力、水质数值模拟研究
6.1 大伙房水库概况
6.2 模型描述及模型配置
6.3 模型设置及验证
6.4 结果与讨论
6.5 小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献