基于熱力學過程的渤海海冰生消模型
本文選題:渤海 + 三維Euler-Lagrangian模式 ; 參考:《水科學進展》2017年01期
【摘要】:為了對渤海海冰生消問題進行模擬,基于三維自由水面垂向分層動網(wǎng)格的Euler-Lagrangian模式,采用VC(Vertex-Centered)方式的非結(jié)構(gòu)化有限體積方法離散三維淺水方程組,模擬渤海的水流運動過程。以此水動力場為背景,引入熱力學過程的影響,對渤海海域的冬季結(jié)冰過程進行模擬,建立了海冰生消模型。其中熱力學參數(shù)主要包括大氣溫度、相對濕度、風場特征、太陽輻射、感熱通量系數(shù)以及潛熱通量系數(shù)。以渤海2011/2012年常冰年的結(jié)冰過程為例,將各個熱力學參數(shù)對冰情影響的敏感性進行分析,對模型進行了驗證。結(jié)果表明,感熱與潛熱系數(shù)是對冰情影響最敏感的一項,即當感熱和潛熱通量系數(shù)僅減小了0.000 2后,其海冰的最大厚度就減小了15 cm。最后,通過連續(xù)實測的水動力數(shù)據(jù)與2009/2010年冬季的典型海冰災(zāi)害過程再一次對模型進行了驗證,充分說明了模型具有較高的精確性、穩(wěn)定性與實用性。
[Abstract]:Based on the Euler-Lagrangian model of vertical stratified moving grid of three dimensional free water surface, the 3-D shallow water equations are discretized by using VC (Vertex-Centered) method to simulate the water flow in Bohai Sea. Under the background of hydrodynamic field and the influence of thermodynamic process, the ice formation process in Bohai Sea in winter was simulated, and the model of sea ice formation and elimination was established. The thermodynamic parameters mainly include atmospheric temperature, relative humidity, wind field characteristics, solar radiation, sensible heat flux coefficient and latent heat flux coefficient. Taking the ice forming process in the Bohai Sea in 2011 / 2012 as an example, the sensitivity of each thermodynamic parameter to the ice condition was analyzed and the model was verified. The results show that the coefficient of sensible heat and latent heat is the most sensitive to the ice condition, that is, when the sensible heat and latent heat flux coefficients decrease only 0.000 2, the maximum thickness of sea ice decreases by 15 cm. Finally, the model is verified again by continuous measured hydrodynamic data and the typical sea ice disaster process in the winter of 2009 / 2010, which fully shows that the model has high accuracy, stability and practicability.
【作者單位】: 遼寧省海洋水產(chǎn)科學研究院;大連理工大學建設(shè)工程學部水利工程學院;
【基金】:遼寧省海洋與漁業(yè)廳科研項目(201419) 海洋公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費資助項目(201505019)~~
【分類號】:P731.15
【參考文獻】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 WU Shu-Qiang;ZENG Qing-Cun;BI Xun-Qiang;;Modeling of Arctic Sea Ice Variability During 1948 2009: Validation of Two Versions of the Los Alamos Sea Ice Model(CICE)[J];Atmospheric and Oceanic Science Letters;2015年04期
2 趙書強;王坤;胡永強;;基于隨機模糊理論的短期太陽輻射強度預(yù)測[J];太陽能學報;2014年12期
3 趙倩;劉煜;唐茂寧;隋俊鵬;;2012—2013年冬季渤海海冰數(shù)值預(yù)報[J];海洋預(yù)報;2014年02期
4 WANG Zhili;GENG Yanfen;;A three-dimensional semi-implicit unstructured grid finite volume ocean model[J];Acta Oceanologica Sinica;2013年01期
5 孫劭;蘇潔;史培軍;;2010年渤海海冰災(zāi)害特征分析[J];自然災(zāi)害學報;2011年06期
6 郭可彩;商杰;黎舸;曹叢華;江崇波;王相玉;;2009~2010年冬季渤海及黃海北部冰情分析[J];海洋預(yù)報;2011年02期
7 王昆;金生;馬志強;高述峰;;三棱柱形網(wǎng)格下自由表面流的三維數(shù)值模擬[J];水科學進展;2009年04期
8 李寧;雷樝;顧衛(wèi);叢建鷗;劉雪琴;黃樹青;;環(huán)遼東灣地區(qū)冬季平均氣溫對渤海海冰面積的影響[J];資源科學;2008年12期
9 王剛;李海;季順迎;岳前進;呂和祥;;基于光滑質(zhì)點流體動力學的海冰熱力-動力數(shù)值模式[J];水科學進展;2007年04期
10 陳錦年;伍玉梅;何宜軍;;中國近海海氣界面熱通量的反演[J];海洋學報(中文版);2006年04期
相關(guān)博士學位論文 前2條
1 宋翔洲;基于熱收支分析的海氣熱通量物理約束機制研究[D];中國海洋大學;2012年
2 王昆;復(fù)雜水流的高分辨率數(shù)值模擬[D];大連理工大學;2009年
【共引文獻】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 焦艷;曹叢華;黎舸;袁本坤;姜雯斐;于清溪;;基于海溫遙相關(guān)的渤黃海冬季氣溫與海冰預(yù)測方法[J];海洋預(yù)報;2017年01期
2 王昆;劉潘;金生;王年斌;于U,
本文編號:2061208
本文鏈接:http://www.sikaile.net/kejilunwen/haiyang/2061208.html