基于FLUENT的海洋内孤立波数值水槽模拟

基于FLUENT商业软件及其二次开发功能,在标准κ-ε湍流模型下,采用VOF方法追踪两层流体内界面,通过给定入口速度和水位的设置造波边界法,建立了可有效模拟弱非线性内孤立渡的分层流数值水槽,并与仿物理的双板造波方法进行了比较.采用设置边界法所造的波形与理论值符合较好,这为数值分析内孤立渡与海洋结构物相互作用问题提供了一条更加有效的途径.     

近岸区不规则波成工模型的研究：1.模型的建立

以不规则波在缓变地形和缓变流场水域的折射－绕射理论以及风浪的成长,衰减理论为基础,得到近岸区不规则波长成模型,结合近岸波浪特性和海洋工程应用的实际情况,建立综合考虑海岸,折射,白浪,底摩擦,流,风和非线性作用诸因素的近岸不规则波数值计算模型,该模型具有二维波谱特性及实用性,文章力图使模式更合理地反映近岸波浪的传播,成长和衰减规律而整个计算工作量则较小,可在微型电子计算机上得以实现。     

南海北部海区上层水体平均声速场的变化

对所收集到的南海北部海区的温度、盐度和深度历史资料进行了声速的计算、统计与分析,结果表明该海区上层水体的平均声速场有较明显的年际变化:表层声速的平面分布显示出沿岸水与外海水强弱交替变化的特征,声速等值线的走向几乎与岸线平行,等声速线的值自近岸向外海增加,大陆架外缘海区声速的水平梯度较大;下层声速的分布以环流和水体共同作用的形式出现,50m层声速平面分布的趋势除冬季与表层稍为相似外,其余季节与表层有明显的差别,春、夏季节50m层声速自西向东增加,而秋季与其表层分布相反,自近岸向外海减小;声速的垂直分布受海水升温与降温的影响显著,春、夏季表层海水升温,海表声速最大,声速自海表随深度的增加而减小;秋、冬季表层附近水层降温,声速稍偏低,普遍出现正梯度现象,最大声速移至表层以下的水层,这个深度随季节的改变而改变,随海区的不同而不同.该海区的平均声速有年波动现象,表层波幅最大,随深度的增加波幅变小,至100m水层其波动的位相几乎与表层相反.     

南海南部海区障碍层季节变化及其对垂向热传输的影响

对 1 98 5年 5月至 1 999年 7月间在南海南部 1 3个航次调查的温、盐度资料 ,分别计算和分析了该海区障碍层特性的地理分布及季节变化 ;讨论了障碍层对其下水层水温的可能影响 ;对障碍层强度进行了探讨 .结果表明 :研究海区四季均有部分海域存在着障碍层现象 ,它呈现出一种区块状分布 .它是深度浅、厚度薄、位于海表附近的一层水体 ,有阻碍上层海水热量往下层传输的功能 .障碍层深度、厚度随季节和地理位置的不同而有差异 ,它们的分布与上表层水体分布及海水混合的强弱有关 .分析还认为 ,障碍层强度以障碍层内密度的垂向梯度表示是可行的     

不规则波Boussinesq型方程的造波,消波和反射

对前人提出的造波、消波和反射边方法分析表明,其方法是极浅水波近似,不适用于任意水深的水域,本文就任意水深变化Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ型方程,提出了不规则波新的造波原理、方法和消波边界及部分反射边界波动方程,试验表明,本文提出的造波、消波和反射方程有效而可靠的。     

1156测波仪资料的外方向谱计算方法研究

基于海浪的外观特征提出了一个用1156测波仪资料计算海浪外方向谱的方法，并与S4测波仪同步资料的海浪外方向谱进行了比较，得出1156外方向谱、S4外方向谱和1156方向谱三者主波向的一致性在80％以上。两种外方向谱的谱图也极为相似。1156海浪外方向谱80％能量展角大于S4海浪外方向谱80％能量展角，这可能与1156测波仪受海面风和表层流影响较大有关。分析说明1156与S4的海浪外方向谱其代表性都是可以肯定的，且方法简单、实用，很有必要与直接观测的外方向谱进行比较，以确定这种计算方法的实用价值。     

近岸二维海流数值计算方法若干问题的研究和应用

就二维浅水流体动力方程应用物理意义明确的有限体积法，收敛快而稳定的五对角全隐格式，以及嵌套、变步长的网格和动边界技术，进行二维海流场的数值计算，并研究了开边界为斜断面的定解条件的数值方法和开边界上断面各点水位的计算方法。最后把本数值方法应用于某海岸工程的可行性研究，并验证了这种海流数值计算方法的合理性。     

电厂冷却系统对水环境生物影响的数值预测方法研究

分析了冷却系统内热冲击、卷载冲击、化学冲击对生物的致死影响，以及小生物在海水中的运动机制，从而导出小生物迁移运动微分方程和生物损失率控制微分方程，给出了数值求解生物损失率数学模型的方法，并应用该模型预测了海南某电厂冷却系统冲击效应对海洋水环境生物的影响。     

近岸二维海流数值计算方法若干问题的研究和应用

就二维浅水体动力方程应用物理意义明确的有限体积法，收敛快而稳定的五对角全隐格式，以及嵌套，变步长的网格和动边界技术，进行二维海流场的数值计算，并研究了开边界为斜断面的定解条件的数值方法和开边界上断面各点水位的计算方法。最后把本数值方法应用于某海岸工程的可行性研究，并验证了这种海流数值计算方法的合理性。