【正文】 科學(xué)態(tài)度、掌握基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。 淮海工學(xué) 院二〇一三屆 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè) 共 19 頁(yè) 致 謝 在此， 衷心感謝美國(guó)麻省大學(xué)海洋科學(xué)和技術(shù) 學(xué)院的陳常勝教授課題組給予 我們 在水動(dòng)力數(shù)值代碼的支持 。 存在問(wèn)題 在泥沙數(shù)值模擬方面，泥沙數(shù)學(xué)模型的精度不高，有些情況甚至可以用未成熟的經(jīng)驗(yàn)理論加以估算，形成的原因主要有如下幾個(gè)方面： （ 1）因?yàn)橹挥惺褂靡羊?yàn)證過(guò)的模 型才能在實(shí)際的計(jì)算中加以運(yùn)用，不準(zhǔn)確的模型驗(yàn)證材料將無(wú)法算得正確的模擬結(jié)果。N 附近水下 m 處垂直方向上進(jìn)行周期約為 M2的上下運(yùn)動(dòng)。 11 9. 6 11 9. 7 11 9. 8 11 9. 9 120 12 0. 134 .434 .534 .6埒子口灌河口 61014182226 68開山島 圖 4. 模擬計(jì)算的粒子示蹤軌跡 小結(jié) 本文運(yùn)用 FVCOM，建立了連云港海域粘性泥沙顆粒示蹤模型。在 26h后，該粒子在 176。 還有一小部分泥沙在離岸流的幫助下運(yùn)動(dòng)到達(dá)黃海中部的泥質(zhì)區(qū)。 淮海工學(xué) 院二〇一三屆 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) 共 19 頁(yè) 圖 3 M2 分潮潮流驗(yàn)證玫瑰圖 4 FVCOM 模式的 泥沙流動(dòng)數(shù)值 模擬 分析 泥沙輸送 蘇北的沿岸流由蘇北沿岸向東南方向流動(dòng)，但是蘇北沿岸的泥沙并沒(méi)有運(yùn)動(dòng)到西南方向定的濟(jì)州島海域，而是一直運(yùn)動(dòng)到到濟(jì)州島的西部或北部。 。 其中， 0:00:00— 23:00:00 M2 分潮的預(yù)報(bào)潮位和模擬潮位大致如下： 表 2 M2分潮潮位表 日期 時(shí)刻 Tmd[23] M2預(yù)報(bào)潮位 FVCOM M2模擬潮位 誤差 28Feb07 0:00:00 28Feb07 1:00:00 28Feb07 2:00:00 28Feb07 3:00:00 28Feb07 4:00:00 28Feb07 5:00:00 28Feb07 6:00:00 28Feb07 7:00:00 28Feb07 8:00:00 28Feb07 9:00:00 28Feb07 10:00:00 。C； S= ； 該模型也不考慮降水、蒸發(fā)、底淡水注入和河流徑流等的影響，所以在模型中 P=E=Q=0 ； 設(shè)定當(dāng)運(yùn)行至 1500 步時(shí)加入變量粘性泥沙； 設(shè)定模型開始運(yùn)行時(shí)讀取拉格朗日粒子并將數(shù)組初始化。 開邊界條件 FVCOM 模型一般可采用兩種方 法來(lái)指定它的開邊界條件： (1)當(dāng)所劃定的開邊界上有指定實(shí)測(cè)得到的水位或者有從相關(guān)聯(lián)的大區(qū)域三角形網(wǎng)格計(jì)算中取得的水位。 fprintf(fid2,39。,i,0)。,[4,452])。wb39。)。 %%讀取 m2/s2/k1/o1 四個(gè)分潮 % fid1 = fopen(39。39。 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 通過(guò)如下代碼生成 FVCOM 邊界潮汐文件 ： clc。整個(gè)計(jì)算區(qū)域共計(jì) 44824 個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，最后效果圖如下 圖 1（ b） 。在海岸固定邊界處和開邊界處， NBEj(j)取值為 0。它的每個(gè)劃分出的三角形單元是由一個(gè)中心和三個(gè)節(jié)點(diǎn)外加三邊組成的。ta nH bhHS A D S q B uK A D n ????????? ? ? ? （ 2— 15） 其中 ,sx sy??與 ,bx by??分別是海面的風(fēng)應(yīng)力與底應(yīng)力。 shS P E DSq l q BK ???????????? ??? ? ? ?? （ 2— 12） 海底的邊界條件是在 σ = 1 處： ? ?0,bx bymu v DK ??? ? ????? ??????? ； 。 淮海工學(xué) 院二〇一三屆 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 共 19 頁(yè) FVCOM 模型的控制方程組由連續(xù)方程、動(dòng)量方程、溫度、鹽度和密度方程以及湍流閉合方程組成，它們?cè)?α坐標(biāo)系中如下： （ 1）連續(xù)方程 0D u D v wt x y? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? （ 2— 2） （ 2）動(dòng)量方程 ? ?20 139。 無(wú)論是物模還是數(shù)模，都是簡(jiǎn)化研究的一種手段，但就復(fù)合模型而言，這肯定比數(shù)學(xué)模型和實(shí)體模型更具有生命力。這種理論預(yù)測(cè)計(jì)算方法因?yàn)槟嗌衬Ｐ偷目刂品匠淌遣环忾]的，并且本身的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)理論有一些空白，這使得研究人員必須作出某些相關(guān)的假定，運(yùn)用半理論半經(jīng)驗(yàn)的控制方程來(lái)完善所研究的問(wèn)題，從而各式各樣的 泥沙數(shù)學(xué)模型相繼產(chǎn)生。 網(wǎng)格分布 FVCOM 模式的水平方向采用的是無(wú)結(jié)構(gòu)化的三角形網(wǎng)格模式，可以對(duì)關(guān)心區(qū)域進(jìn)行局部加密處理，并且可以比較好的地模擬復(fù)雜的海岸線邊界和海底淮海工學(xué) 院二〇一三屆 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 共 19 頁(yè) 地形。 這樣它可以保證在單一的網(wǎng)格和整個(gè)計(jì)算區(qū)域部分上都可以同時(shí)滿足能量、質(zhì) 量和動(dòng)量的守恒定律，所以利用這些控制方程組可以解決海洋數(shù)值計(jì)算中一些最關(guān)鍵的問(wèn)題。本次的主要內(nèi)容包括： (1)緒論：主要介紹了有關(guān)泥沙理論的發(fā)展以及國(guó)內(nèi)外泥沙研究歷史及現(xiàn)狀； 淮海工學(xué) 院二〇一三屆 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁(yè) 共 19 頁(yè) (2)FVCOM[22]的模式簡(jiǎn)介； (3)FVCOM 計(jì)算模型的配置與驗(yàn)證； (4)分析模型計(jì)算區(qū)域內(nèi)的泥沙分布特征； (5)對(duì)模型區(qū)域內(nèi)的泥沙運(yùn)動(dòng)軌跡、濃度分部、遷移路徑情況進(jìn)行計(jì)算與分析； (6)總結(jié)與展望。成功模擬了海州灣海區(qū) M2分潮潮流場(chǎng)的空間運(yùn)動(dòng)特征。 近階段，首先龔政 [4]等人于 2020 年在連云港海域進(jìn)行了陸源污染物對(duì)海域環(huán)境影響的研究。 針對(duì)目前泥沙理論和數(shù)學(xué)模型模擬的現(xiàn)狀，對(duì)于未來(lái)泥沙方面的研究如果根據(jù)已有的理論建立實(shí)體模型和數(shù)學(xué)模型 ,原型驗(yàn)證的資料很相當(dāng)有限的。1989 年第四次河流泥沙國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)上，當(dāng)時(shí)的國(guó)際水力學(xué)會(huì)主席 Kennedy指出泥沙研究的 10 個(gè)重要進(jìn)展之一就是河流數(shù)學(xué)模型，也是 20 世紀(jì) 70 年代以后唯一的重要進(jìn)展。在 1983 年中教科文組織第 22 次代表大會(huì)通過(guò)了在中國(guó)建立泥沙研究中心的決定。 在此之間，國(guó)內(nèi)張瑞瑾 (1961)、沙玉清 (1965)、錢寧 (1983)等 [1]老一代科學(xué)家為泥沙學(xué)科的發(fā)展也同樣奠定了基礎(chǔ)，在理論研究上取得了國(guó)際領(lǐng)先的水平；同時(shí)在應(yīng)用上，科學(xué)家們成功地解決了許多重大工程泥沙問(wèn)題 ,如三峽工程、長(zhǎng)江葛洲壩工程和黃河小浪底工程中的泥沙問(wèn)題。 1958年 ,竇國(guó)仁在蘇聯(lián)科學(xué)院物理化學(xué)研究所內(nèi)進(jìn)行了薄膜水的特性試驗(yàn) ,目的在于求得對(duì)細(xì)顆粒泥沙起動(dòng)流速研究的突破。 因?yàn)橄鄬?duì)灘面較為平緩的海區(qū)和在河口水深淺的粉砂質(zhì)地區(qū)，它的泥沙活動(dòng)性較強(qiáng)，易于起動(dòng)，所以海底的含沙量會(huì)隨著風(fēng)浪的強(qiáng)弱而有所增減，因此海底的泥沙 在波浪等的作用下形成懸浮和遷移成為了河口海域泥沙的主要來(lái)源。45′25″N、 119176。這使得國(guó)內(nèi)在解決工程泥沙、河床的演變和治理等實(shí)際過(guò)程中可發(fā)揮重要作用。 3D simulation 目 錄 1 緒論 ............................................................1 引言 ..........................................................1 研究的目的與意義 ..............................................1 國(guó)內(nèi)外研究的進(jìn)展 ..............................................2 本文的工作 ....................................................3 2 FVCOM 模式簡(jiǎn)介 ................................................4 模式特點(diǎn) ......................................................4 泥沙模型 FVCOMSED 介紹 .....................................5 控制方程組 .....