物质输运模型论文_王平

导读:本文包含了物质输运模型论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:模型,物质,数值,胶州湾,斜压,波流,河段。

物质输运模型论文文献综述

王平[1](2014)在《非结构波流耦合模型及近岸物质输运应用研究》一文中研究指出近岸物质输运涉及海洋环境和泥沙运动两大重要问题,其范围可达数十甚至数百公里。近岸物质输运的核心动力为近岸海水的流动,该流动包含了潮流、波浪引起的波生流和风生流等不同海洋动力要素的非等量贡献。构筑适应大范围近岸物质输运数值计算的水动力平台,成为近岸物质输运研究关注的热点。已有研究中,风生流可通过在潮流模型中加入海面边界条件加以考虑,而考虑波生流的近岸流场模拟现有两种方法:一种是近岸波流统一模型,如基于Boussinesq方程的波生流统一模型[122],另一种是利用独立的近岸波浪模型计算波浪辐射应力等影响参量,再将其作为驱动因素添加到潮流场中,即为耦合模型。现波流统一模型在实际应用中仅适合于较小范围计算;而耦合模型可以考虑波浪一潮流的相互影响,又可适应于近岸大范围海水的流动模拟,是研究大范围波流耦合的现实途径。大范围波浪模拟的控制方程主要为波谱平衡方程,而考虑波浪绕射则需要增加光程函数方程等进行联合求解。此外在数值计算中为实现波浪和潮流参数的直接交互,采用同一非结构化网格是便捷有效的方法;同时有限体积法能保证参量在非结构网格下离散时的通量守恒。目前尚缺乏将基于非结构化网格的有限体积法应用于上述波浪模型的相关研究。同样在考虑波生流的近岸流场模拟研究中,迄今也尚未见利用上述波浪模型与潮流进行耦合的相关研究。本文在非结构网格下,构建了一个考虑波生流影响的大范围近岸海水流动的耦合模型;并在该水动力平台上结合物质输运方程及粒子追踪方法,构成保守物质输运模型,对实际海域的保守物质输运过程和特征粒子迁移规律进行了应用研究。(1)基于修改后的波谱平衡方程和光程函数方程,建立了近岸大范围波浪模型。模型可考虑波浪绕射效应。波谱平衡方程采用算子分裂法分步数值求解,变量的空间离散则基于非结构网格采用有限体积法求解。波浪模型考虑了非均匀流场对其传播变形的影响,且波浪参量离散基于交错控制体,为后续与非结构流场模型的耦合提供了参量交互条件。通过多个实例验证了模型的精度和适应性。(2)耦合叁维流场模型与非结构波浪模型,得到近岸波流耦合模型。波浪、潮流及参量交互过程基于同一非结构化网格离散,计算效率较高。模型中流场考虑了波致辐射应力、波浪紊动及波流边界条件等因素,而波浪场则考虑流场的流速、流向及水位等条件影响。在波致辐射应力项中引入叁维计算公式来研究波生流的垂向结构,同时模拟了理想和实际环境下的波生流场形态,以及波流耦合过程。结果表明波浪破碎会在近岸产生不同形态的波生流场,辐射应力的平面和垂向分布不均会引起平面及垂向环流。(3)将近岸波流耦合模型与物质输运方程结合,得到近岸波流耦合下的保守物质输运模型。采用该模型,计算了纯浪、纯流以及浪流共同作用下保守污染物的迁移扩散问题,并进行了对比研究;模拟了不同条件下的污染物离散系数、迁移扩散过程,研究了波生流对近岸物质输运的影响。结果表明:波浪对污染物扩散的影响和流场在同一个数量级,近岸波浪破碎后产生的沿岸流场是污染物近岸输移的主要影响因素之一。(4)结合粒子追踪法,将波流耦合下的近岸物质输运模型应用于大连湾及琥珀湾两个实际海域中,主要研究了近岸保守物质输运的规律。在大连湾海域,模拟计算的内容包括:耦合水动力场、余流场、特征粒子的迁移轨迹、保守污染物的输移特征和规律以及人工岛建设对湾内物质输运的影响。模拟得到:波生流对湾内流场影响较小,潮流是湾内污染物向外迁移的主要动力。保守污染物主要随潮致余流的方向迁移,湾南部及湾内各个子湾水域污染物易在湾内滞留。不同方案的人工岛对湾内不同区域的物质输运的影响不同,其尺度、形状和位置需进一步优化。在旅顺琥珀湾海域,研究内容主要是琥珀湾现状条件下污染物的输移特征和规律,以及在湾底增加人工潮流通道后对湾内物质输运的影响。研究表明:波浪主要在琥珀湾口外近岸海域发生破碎,并形成波生流场,只会对近岸局部流场产生一定影响。琥珀湾口处的水动力较强,此处的粒子及保守污染物均会较快迁移出湾外,湾中和湾底处保守污染物及粒子迁移出湾外时间较长,且易在湾底滞留。湾底增加人工潮流通道后,可增加湾内的纳潮量,会明显促进湾内污染物的向外输移,对湾底及湾内西北部浅水区域的作用最为明显。(本文来源于《大连理工大学》期刊2014-04-01)

华祖林,顾莉,查玉含,刘晓东[2](2009)在《基于COHERENS模型的污染物质输运数值模拟》一文中研究指出以COHERENS模型为基础,建立了长江下游感潮河段叁维水流及污染物质输运数学模型,该模型通过σ坐标变换,使整个水域垂直方向可采用相同的分层。基于模态分裂法,将叁维流动分成表面重力波(外模式)和内重力波(内模式);模型求解技术上采用算子分裂法,使用了superbee限制器TVD格式,减小非物理的数值虚拟震荡。选取长江常熟段为例,模型较好的模拟了感潮河段叁维流场及污染带分布特征。该成果对感潮地区污染物输运规律及水污染控制具有指导意义。(本文来源于《环境科学与技术》期刊2009年04期)

杨卫华[3](2009)在《胶州湾物质输运模型研究》一文中研究指出为了更好地了解胶州湾的水动力特征,应用美国普林斯顿海洋模型研究了胶州湾的潮流特征。计算结果表明,胶州湾的潮流以往复流为特征,涨、落潮最大流均发生在胶州湾口,流速分别为73 cm.s-1和79 cm.s-1左右,潮波系统具有明显的驻波性质。在对胶州湾叁维潮流模拟的基础上,建立了一个叁维水质模型,并对环胶州湾主要河口陆源所输入的N、P污染物的浓度分布进行了模拟。通过与实测的调查结果进行对比,验证了模式计算的合理性。(本文来源于《环境科学与管理》期刊2009年01期)

范学平,曾远[4](2008)在《COHERENS模型的叁维潮流及物质输运数值模拟》一文中研究指出目前我国海州湾水域污染形势严峻,为了合理确定海州湾近岸水域的环境容量,对该水域进行潮流模拟及污染物质输运数值模拟显得极为迫切与必要。基于COHERENS模型对海州湾潮流及污染物输运进行模拟,并根据实测数据进行了验证,结果表明计算值和实测值误差较小,满足精度要求,可用于实际。通过模拟发现,这一海区几乎没有形成环流,这将有利于入海污染物质的输运,对该地区近岸海域的环境保护起到重要作用。(本文来源于《人民长江》期刊2008年02期)

刘晓波[5](2004)在《基于POM模型的叁维潮流及物质输运数值模拟研究》一文中研究指出本文在对近年来国内外叁维水流数值模拟的有关文献进行了较系统地分析研究的基础上,以POM模型为基础,对叁维水流及物质输运的数值模拟进行了一定的研究。论文首先评述了天然水流叁维数学模型的国内外研究现状;其次,采用定边界点的方法,通过求解拉普拉斯方程组建立了定边界点下正交曲线网格的生成方法,并分别应用于边界规则的非对称渠槽截面及多连通区域的正交曲线网格的生成;然后,从笛卡尔坐标系下的叁维数学模型基本方程组出发,通过坐标变换,导出了水平正交曲线坐标、垂向σ坐标系下的三维数学模型基本方程组;给出POM模型的离散网格及内外模式方程的差分格式,采用过程分裂法求解叁维数学模型,并对紊动粘性系数的确定以及不同数值大小、不同结构型式下的垂向紊动粘性系数对数值计算结果的影响进行了讨论和分析;基于POM模型,对矩形水槽风生环流、明渠恒定流两个理论算例进行了计算,得到了与解析解及经验公式较一致的结果,并将模型应用于具有实际地形的潮汐水域长江太仓段的水流及物质输运的数值模拟,取得了较满意的结果。该研究成果对潮汐水域的水污染控制具有一定的理论价值和实际意义。(本文来源于《河海大学》期刊2004-05-01)

史峰岩,朱首贤,朱建荣,丁平兴[6](2000)在《杭州湾、长江口余流及其物质输运作用的模拟研究 Ⅰ.杭州湾、长江口叁维联合模型》一文中研究指出根据杭州湾、长江口流场和物质输运的特点,引进正交曲线网格版本ECOM模型,并对斜压梯度力和物质对流扩散的计算作了改进,建立了一个以杭州湾和长江口为整体的叁维联合模型,用于潮流、余流和物质输运的计算和研究.(本文来源于《海洋学报(中文版)》期刊2000年05期)

万振文,乔方利,袁业立[7](1998)在《海洋长期物质输运理论模型和数值模拟I·理论模型》一文中研究指出本文把海洋长期物质输运效果看作是涡团运动、潮波运动和大洋环流叁类机制共同作用的总和。寻找潮波运动的定常参量来描述潮波对海洋长期物质输运的效果,同时认为涡团运动主要是潮波运动的空间不均匀造成的。提出了潮流二阶相关的概念,延拓了湍流二阶闭合的理论。建立了基于潮流二阶闭合的海洋长期物质输运动力学方程,在典型海区中进行了数值模拟。通过模拟的结果校验潮流二阶闭合的因子。(本文来源于《水动力学研究与进展(A辑)》期刊1998年04期)

李赋镐,马立望,汤潮[8](1985)在《关于玉米生长、糖分输运和干物质分配的数学模型》一文中研究指出把一个植株看成是由几个隔室组成的动态系统,并对各隔室的光合产率和化学反应速率作出合理的假设,就可根据物质守恒原理对此系统建立一个以隔室体积 V_i 和糖浓度 C_i为因变量的动力学方程式组。用欧拉法对此方程式组进行数值积分,就可以一举而模拟出植株生长、蔗糖输运、蔗糖浓度分布和干物质分配等随时间而变化的历程。试算结果说明,只要适当地调整方程式中的参数值,就可以在计算机上"生长"出合理的株型和果穗,其它各方面的情况也与实际情况定性地符合。(本文来源于《北京农业大学学报》期刊1985年02期)

物质输运模型论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

以COHERENS模型为基础,建立了长江下游感潮河段叁维水流及污染物质输运数学模型,该模型通过σ坐标变换,使整个水域垂直方向可采用相同的分层。基于模态分裂法,将叁维流动分成表面重力波(外模式)和内重力波(内模式);模型求解技术上采用算子分裂法,使用了superbee限制器TVD格式,减小非物理的数值虚拟震荡。选取长江常熟段为例,模型较好的模拟了感潮河段叁维流场及污染带分布特征。该成果对感潮地区污染物输运规律及水污染控制具有指导意义。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

物质输运模型论文参考文献

[1].王平.非结构波流耦合模型及近岸物质输运应用研究[D].大连理工大学.2014

[2].华祖林,顾莉,查玉含,刘晓东.基于COHERENS模型的污染物质输运数值模拟[J].环境科学与技术.2009

[3].杨卫华.胶州湾物质输运模型研究[J].环境科学与管理.2009

[4].范学平,曾远.COHERENS模型的叁维潮流及物质输运数值模拟[J].人民长江.2008

[5].刘晓波.基于POM模型的叁维潮流及物质输运数值模拟研究[D].河海大学.2004

[6].史峰岩,朱首贤,朱建荣,丁平兴.杭州湾、长江口余流及其物质输运作用的模拟研究Ⅰ.杭州湾、长江口叁维联合模型[J].海洋学报(中文版).2000

[7].万振文,乔方利,袁业立.海洋长期物质输运理论模型和数值模拟I·理论模型[J].水动力学研究与进展(A辑).1998

[8].李赋镐,马立望,汤潮.关于玉米生长、糖分输运和干物质分配的数学模型[J].北京农业大学学报.1985

论文知识图

最大潮流流速与海底底质分布特征茅尾海水直接影响区与河源矿物分布一3物质输运模型输入界面物质输运模型的输入界面实翻翻位与计茸瀚位比较(巧1Fsg.2Compa...1带附加供料流并存在损耗的准理想级联模...

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