刚体地球大洋潮波数值模拟

假定地壳为刚体，在旋转的地球上，水圈主体是世界大洋，考虑月球引潮力的作用，以及海底摩擦和海水紊动等诸多因素的影响，初步探讨了大洋潮波的运动和分布规律。     

东中国海潮波自适应数值模型及其数值模拟

首次为整个东中国海设计出一种自适应网格,利用自适应网格能同时兼顾网格的光滑性、正交性及疏密程度的特点,得到了物理平面上的网格分布。该网格既与边界适应,又在水深变化急剧的东海陆坡处得以加密,从而使坐标变换下的三维模式成功实现了跨越陆坡的计算。用该模式模拟了海域的潮汐变化。依据所得结果绘制出M2分潮的同潮图和潮流椭圆。模拟结果与现有的数值研究结果基本一致,表明此模式在该海域的适用性。     

九龙江口-厦门湾三维潮流数值模拟

采用浅水半隐式三维数值模型,考虑九龙江径流影响,运用垂向水平分层法,计算了包括九龙江河口、厦门西港、东海域、同安湾,以及大小金门的厦门湾全海域各固定垂直分层的水平和垂直流速分量.由于在浅滩处采用了干湿动边界处理方法,较好地重现了涨落潮造成的潮间带间歇性出没,提高了模型的计算精度和适用范围,计算结果与实测资料吻合良好.通过讨论各层的潮流场分布特征,显示厦门湾海域潮流以正规的半日潮为主,大部分海区潮流运动形式都为往复流,其中围头湾、大小金门水道、厦门东侧水道以及青屿水道为强流区.     

底摩擦系数对渤海潮波系统数值模拟的影响

采用非结构有限体积近岸海洋模型（finite volume coastal ocean model,FVCOM）,对渤海潮波系统进行1年的数值模拟．分析了不同底摩擦系数对渤海潮波系统数值模拟的影响,并选取潮波系统误差较小的结果,进行15天、1月和1年的调和分析,以比较不同调和分析时间对结果准确性的影响．结果表明：模拟结果与实测调和常数分布有较好的一致性;开边界条件一定,当底摩擦增大时整体海域振幅值相对减小,无潮点也向潮波传入方向左偏;底摩擦系数为0．002时潮波系统整体模拟结果较好;调和分析的时间不宜少于1月．     

钦州湾三维潮流数值模拟

采用潮流控制方程和湍流封闭方程构建完整的三维浅海潮波定解方程组,通过建立钦州湾三维潮流数值模型来重现计算钦州湾的潮位和潮流变化状况．模拟结果与同步进行的岸边潮位及海上潮流的观测值校验结果表明,实测潮位资料与对应时间的计算结果吻合良好,潮位变化为1d中出现1次高潮和1次低潮,1个月内出现2次大潮和2次小潮,大潮潮流约4．Om,小潮潮流约1．Om．实测潮流与对应时间的计算结果十分接近．最大流发生时刻、转流时间以及潮流性质与计算结果相差不大,潮流速度和潮流方向也与计算结果较为一致．模拟计算结果真实地反映钦州湾的潮位变化和潮流运动状况。     

台湾海峡漂移物运动轨迹的数值模拟

海流、风和湍流所造成的随机运动是影响漂移物运动的主要因素.因此,在ROMS三维海流预报系统中台湾海峡的计算结果的基础上,采用拉格朗日追踪法建立了漂移物运动轨迹的预测模式.模式利用敏感性实验数据校正风导漂移模式的风导系数,实验表明,在风导系数为0.01时,模式轨迹与实验浮子轨迹吻合度较高.在此基础上,研究采用多粒子方法模拟湍流涡动作用下漂移物的随机运动,反映漂移物运动轨迹的多种可能性.最后,在给定95%的置信水平,并达到70%的保证率的条件下,反推得到随机运动模型的扰动系数的合理值.     

防城港湾潮流数值模拟试验

根据二维潮波基本方程，采用有限差分方法，计算了防城港湾的潮汐和潮流．由实测值与计算值的比较可知，该项计算结果较好，基本能揭示防城港湾的潮流运动规律．     

厦门湾常风浪场数值模拟

通过采用目前国际上较为先进的第三代近岸海浪数值模型SWAN(Simulation waves nearshore),实现厦门湾常风浪场的数值模拟.先分别计算平潭、崇武、东山3个海洋观测站16个风向的多年平均风场,实现台湾海峡常风浪场的数值模拟,再将模拟结果嵌套人厦门湾,根据实测风场,进行厦门湾常风浪场的数值模拟.模拟结果显示厦门湾常风浪场主要受两个因素的影响,一是风的作用,二是从台湾海峡传进港湾的波浪.厦门湾湾口的有效波高和有效周期均大于湾顶.在主风向风作用下,湾口区有效波高可达1.8 m,有效周期可达6 s,湾顶则约为0.2 m和2.1 s.     

黄海海底辐射沙洲区的M2潮波

建立了东中国海潮波数值模型，模拟了Ｍ２分潮波的传播，以研究Ｍ２分潮波的时空分布与黄海海底辐射沙洲形成和演变规律之间的关系．Ｍ２分潮波进入南黄海后，部分受山东半岛阻隔，在半岛以南水域及海州湾呈逆时针旋转．旋转波与后继的南黄海前进波在江苏北部沿海相遇，并在弓京港附近的水域形成潮波辐聚．在辐聚区内，潮差大，流速急，成为塑造海底沙脊间深槽的主要动力条件．７０００年前古海岸下Ｍ２分潮的数值试验表明，古河口附近的潮波为移动驻波型，其范围刚好与现在的南通市相对应．此结果可以为海底辐射沙洲形成演变的研究提供一定的依据     

钦州湾蓄泥坑泥沙扩散数值模拟

【目的】近年来,钦州港的快速开发在带动海洋经济发展的同时,也对周围的海洋环境造成一定的压力,本研究试图寻找钦州湾海上工程产生的泥沙扩散对周围环境影响最小的施工方法。【方法】基于ECOMSED模型模拟钦州三墩作业区蓄泥坑开挖引起的水动力变化和泥沙扩散情景,通过敏感性实验测试了不同围挡实验对减少泥沙扩散面积的效果。【结果】发现钦州湾潮流场呈往复流特征,落潮流大于涨潮流。涨潮中间时大部分海域流向以偏北方向为主,最大潮流流速为1.85 m/s;落潮中间时大部分海域的潮流为偏南向,最大潮流流速为2.34m/s。蓄泥坑的北部基本为西南向流,东部基本为南向流,南部和西部为东南向流。无论表层还是底层,蓄泥坑东北部的流场在工程前后变化较大,流速偏差约为10%,表层和底层的平均流向偏差分别为5.05°和4.55°。无围挡泥沙扩散实验中浓度为10mg/L的悬浮泥沙包络线影响范围较大,可影响到保留区和航道。围挡实验中,东开口和西开口的泥沙扩散面积与无围挡实验基本相同。而南开口和北开口的泥沙扩散面积明显减小。【结论】采用三面围挡仅北端开口的施工方法可以显著降低泥沙扩散对周围海洋环境的影响。     

钦州湾潮流模拟及其纳潮量和水交换周期计算

根据FVCOM模式的模拟结果和2006年至2008年间对钦州湾海流的观测资料,分析钦州湾的潮流特征,并计算该湾在平均海平面的纳潮量和大、小潮的水交换半更换周期。结果表明,该湾潮差很大,潮流主要为往复流,平均潮差纳潮量为7．55×10^8m^3,大、小潮水交换的半更换周期分别为1．70个周期和4．53个周期。     

分潮波模型多资料数值计算方法研究：Ⅲ.混合边值方法

将岸边划分为点、线两种类型边界，并相应给以观测潮位和法向流为零的不同边界条件，建立了Ａｒａｋｗａ Ｅ网格中的分潮波方程的一种适定的数值计算方法，并对渤海四大分潮进行了试算。结果证明该方法在目前已知的这一类研究系列中是最为理想的方法。     

台湾海峡潮流对海浪影响的数值实验

引用第三代海浪模型SWAN(simulation waves nearshore),首先模拟了台湾海峡冬季大风过程所致的海浪,模拟结果与浮标实测波高吻合较好;进而就潮流对海浪的影响进行了数值实验.在不同风速下,模拟了有潮流影响和无潮流影响下的有效波高,结果表明:潮流对海浪有效波高的影响呈现明显的潮周期振荡性质,对同一潮流场,波高振荡的振幅随有效波高的增大而增大,且拟合了波高振荡的平均振幅a与有效波高Hs的关系,定量描述潮流对海浪的影响.     

北部湾三维潮流场数值研究

本文对北部湾三维潮波进行了数值研究，并将所得结果与现有观测资料作了比较。通过比较发现两者相当一致。文中还绘制了M2和K1分潮的同潮图，并对其作了讨论。可以断定，北部湾的日潮优势是由日潮共振所引起的。M2和K1分潮流的水平分布表明，强流区位于它们各自的蜕化无潮点附近。还讨论了分潮流的铅直结构，可以看出这种结构十分接近实际分潮流场的特征。     

防城港口门外抛泥区潮流及质点轨迹模拟

模拟研究了防城港倾倒区潮流流场及质点的拉格朗日漂移，结果表明潮流动力场及倾倒点所选位置有利于保证航道的疏浚效果。     

潮波方程的谱方法数值模拟

应用谱方法进行潮波方程的数值模拟 ,此计算结果与实测结果及ADI法计算的结果基本符合 .     

平潭竹屿湾潮流泥沙运动特征的数值模拟分析

基于非结构网格FVCOM模型构建平潭竹屿湾潮流泥沙计算模型,开展竹屿湾附近海域潮汐潮流、悬浮泥沙输运模拟计算,分析其潮流泥沙的运动特征。模型计算结果显示,海坛海峡内潮波为前进波,潮流与潮位变化同步,但竹屿湾内的潮波为驻波;海坛海峡内大潮、小潮期间垂线平均悬浮泥沙浓度差别较小;现状条件下海床的年最大冲刷强度约为10 cm·a-1。实测数据与模拟计算结果的对比研究表明,模型可以较好地模拟竹屿湾附近潮汐潮流和泥沙的运动特征;竹屿湾海床总体稳定,可能是周围工程建设和人工采砂导致竹屿湾海床局部发生冲淤。     

台湾海峡M2分潮形态分布数值模拟研究

台湾海峡大部分区域属半日潮型,半日潮的主要分量为太阴半日分潮M2.前人研究表明,台湾海峡M2分潮是由来自太平洋的大洋潮波绕台湾岛南北两端汇合而成,振幅最大区位于福建沿岸的平潭-兴化湾-湄洲湾一带.为解释这一强潮区形成的动力机制,本文运用普林斯顿海洋模型(POM)进行台湾海峡M2分潮的潮波运动数值模拟.所设计的数值实验包括改变科氏力、海底地形以及岸界3个方面.实验表明,形成海峡西岸强潮区的机制主要是南北两股潮波在浅水区的汇合及岸界反射.     

大亚湾海域潮流场谱方法数值模拟

运用分步拟谱法,以Chebyshev多项式为基底,对偏微分项进行谱展开,建立了拟谱法数值求解二维潮波方程的计算模型,模拟计算了均匀方池水柱微扰引起的水波运动,并以大亚湾海域为背景,由静止水位算起,模拟计算了区域的潮流。