舟山群岛海域潮汐动力的数值模拟研究

发布时间：2020-06-01 22:04

【摘要】：舟山群岛海域众多岛屿的存在使该处分布着许多狭窄水道,且水道处水深变化较大,如此的地形结构对传播至此的潮汐、潮流产生了很大影响。本文基于高分辨率的三维ROMS模式,模拟分析了该海域潮汐、潮流的基本特征及其相关动力机制,并探讨了该处M_4、M_6分潮的产生机制。研究表明,舟山群岛海域的潮汐以半日潮为主,其中岛屿集中的海区主要为不规则半日潮,相对开阔处为规则半日潮,而潮流整体表现为规则半日潮流。受地形等因素的影响,该处两个主要半日分潮(M_2和S_2)的振幅在狭道处显著减小,而K_1和O_1分潮因所占成分较少,并没有出现明显的振幅减小现象。因狭道处截面积急剧缩减,流经该处的流速急剧增大,形成急流,而在岛屿周围产生了不少涡旋和绕岛环流,潮汐非线性强,这两个因素大大增加了狭道处的潮能耗散,整个研究区域内的潮能耗散值可达总进入潮能的46.4%左右,其中因底摩擦引起的耗散值占31.2%。通过对潮流进行动量平衡分析可知,在狭道处及岛屿周围的潮流主要由非线性平流项和压强梯度力项主导,这两项不仅在量值上较大,且在空间上呈正负间隔分布,表明该处的潮流、潮位在空间变化上波动较大,而在离岛屿较远处,这两项量值显著减小,潮汐变得较为规则。值得注意的是,在涨、落潮过程中,狭道处某些位置点始终是水位的低值或高值中心,这可能与伯努利效应以及水深变化产生的涡旋有关。最后,本文利用六个数值试验,并将它们与控制试验进行对比,分析得到该海域的M_4、M_6分潮主要是由M_2在传播至近岸过程中因受到各种非线性作用而产生的,其中水平动量方程中的非线性平流项起主导作用,而非线性底摩擦的作用相对较小,同时,各分潮之间的相互作用也会对此过程造成一定影响。
【学位授予单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P731.23

【参考文献】

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本文编号：2692133