【摘要】： 本項(xiàng)研究旨在為青島奧帆賽區(qū)開發(fā)一個(gè)海流預(yù)報(bào)系統(tǒng),提供較高精度的海流情況預(yù)報(bào),同時(shí)為實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的業(yè)務(wù)化操作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為此,本文主要致力于兩個(gè)方面的工作:高分辨率條件下的海流模擬和現(xiàn)場實(shí)測資料在預(yù)報(bào)系統(tǒng)中的同化研究。 海洋環(huán)流模擬需要有較大的空間和時(shí)間尺度,相對而言,潮汐潮流模擬需要的時(shí)間和空間尺度會小得多。奧帆賽區(qū)的海流模擬,又要求具有很高的分辨率,同時(shí)還要求計(jì)算模式的計(jì)算時(shí)間控制在一個(gè)比較合理的范圍之內(nèi)。為此,需要充分應(yīng)用網(wǎng)格嵌套技術(shù)。 首先,利用POM模式建立一個(gè)具備雙重嵌套網(wǎng)格計(jì)算功能的模式,將該模式設(shè)為一式兩份,分別根據(jù)實(shí)際需要修改模式數(shù)據(jù)輸入和開邊界控制的設(shè)置,建立一個(gè)能通過雙子模式聯(lián)合計(jì)算實(shí)現(xiàn)三重嵌套計(jì)算的三維斜壓預(yù)報(bào)模式,從而實(shí)現(xiàn)高精度條件下的奧帆賽區(qū)的環(huán)流模擬。在實(shí)現(xiàn)環(huán)流預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行包含潮流與環(huán)流的海流預(yù)報(bào)。 其次,為了提高預(yù)報(bào)結(jié)果的準(zhǔn)確性,在海流預(yù)報(bào)系統(tǒng)中采用牛頓松弛法對測流資料進(jìn)行同化。應(yīng)用牛頓松弛逼近法同化測流資料時(shí),松弛系數(shù)如何給定是關(guān)鍵,也具有較大的主觀性。因此本文通過設(shè)計(jì)不同的松弛系數(shù)進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn),通過比較分析不同方案下的模擬結(jié)果與實(shí)測值的接近程度,從而確定最適宜的同化方案,使得預(yù)報(bào)結(jié)果更加接近實(shí)際情況。 本文完成高精度海流預(yù)報(bào)系統(tǒng)的建立,并在此基礎(chǔ)上完成了同化實(shí)測資料的初步工作。根據(jù)浮標(biāo)等實(shí)測資料的驗(yàn)證表明,該海流預(yù)報(bào)系統(tǒng)的模擬結(jié)果是可信的。但由于時(shí)間較短等多方面的原因,目前實(shí)測資料的同化效果還不是很理想,需要在以后的工作中繼續(xù)深入研究。
【圖文】：

青島奧帆賽區(qū)海流預(yù)報(bào)系統(tǒng)開發(fā)研究2008年1.3.1數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對于過程估計(jì)與參數(shù)估計(jì)的同化系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1.1口’]所示。觀測系統(tǒng)利用動態(tài)內(nèi)插或者動態(tài)外推技術(shù)，將動力模型的狀態(tài)變量與傳感器獲得的數(shù)據(jù)聯(lián)}}}(舞纂， ..}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}.… 蕊票幾。》 }用 用{{{絲鱉鱉，.v時(shí)山幻 幻 幻采 采 采樣方寨 寨 寨 (((((s朗叩血g，。h。勸巴》》 》傳傳傳感器致?lián)皵?shù)據(jù)誤差 差差((((($已n，。rda燦改山飽。丫 ar)))))盡盡盡盆漢做型及誤差棋型(m巴”切閉川，兄幻比。d出左口廳O丁幻比Odds)妙門妙日門姻皿珍嵌創(chuàng)誤誤差摸型型用蓄摧狀態(tài)、參致估值及誤差(乏〕(巫〕(D’.”~~任i〕 SV5.認(rèn)了EV丸RIAB】吏;SV云S八丁八EV汽尺1戶Bl王ES丁如認(rèn)TIONP琳只八ME花氏泥二PARAN吃TEREST企調(diào)A書ON圖1.1同化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 Fig.1.1Frameofassimilationsystem系起來。狀態(tài)變量與參數(shù)間的動態(tài)連接，使得所有這些變量與參數(shù)可以從它們中

將結(jié)果反饋給大網(wǎng)格。該技術(shù)主要參考了Lie一 Yauwoey【’03]所做的工作，并進(jìn)行了修正。以一個(gè)大網(wǎng)格嵌套3個(gè)小網(wǎng)格為例來介紹網(wǎng)格嵌套方法，如圖2.2所示。大網(wǎng)格的邊長是小網(wǎng)格的3倍，所以一個(gè)大網(wǎng)格里面包含有9個(gè)小網(wǎng)格。圖2.2中，，線上標(biāo)有“X”的是小網(wǎng)格區(qū)域的邊界。小網(wǎng)格區(qū)最外面的“x”和“=”之間的FRSZONE為小網(wǎng)格的邊界緩沖區(qū)，如圖2.2所示，這個(gè)區(qū)域內(nèi)，小網(wǎng)格的變量的值由大網(wǎng)格的計(jì)算結(jié)果內(nèi)插值后與小網(wǎng)格原有的值融合得到。例如，該區(qū)域小網(wǎng)格的水位值由以下公式來計(jì)算:EN=aEj(+(1一“)EN式中，下標(biāo)N和IC分別表示小網(wǎng)格和大網(wǎng)格的值，a為權(quán)重系數(shù)。在小網(wǎng)格區(qū)的FRSZONE以外的網(wǎng)格點(diǎn)其a值都是0。而在FRSZONE內(nèi)
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：P731.35

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 姚武魏;流場數(shù)值模擬在船舶安全通航中的應(yīng)用研究[D];大連海事大學(xué);2012年

本文編號：2660952