基于隨機(jī)游動(dòng)方法的近海環(huán)境數(shù)值模擬.pdf

1、沿海地區(qū)往往是重要城市和港口的所在地，人口密集，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高。然而頻繁的人類活動(dòng)必然對(duì)近海環(huán)境產(chǎn)生影響，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類對(duì)海洋環(huán)境的干擾強(qiáng)度越來(lái)越大、范圍越來(lái)越廣。為了保護(hù)和改善近岸海域生態(tài)環(huán)境，需要了解污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律和水體自凈能力，并在此基礎(chǔ)上制定預(yù)防和治理海洋環(huán)境污染的措施。
　　 本文回顧了拉格朗日粒子模型的發(fā)展歷程，總結(jié)了這類模型在水環(huán)境、大氣環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用，重點(diǎn)介紹了模型在海洋

2、環(huán)境中的相關(guān)研究，并對(duì)目前常用的研究海洋流動(dòng)結(jié)構(gòu)和環(huán)境問(wèn)題的水交換和時(shí)間尺度等概念及其相關(guān)研究做了詳細(xì)的介紹。對(duì)近岸水環(huán)境研究中常用的歐拉模型、拉格朗日模型及歐拉-拉格朗日模型的相關(guān)理論、數(shù)值方法的優(yōu)缺點(diǎn)與適用范圍作出了比較分析，在此基礎(chǔ)上結(jié)合本文的研究對(duì)象和研究目的選擇拉格朗日型的隨機(jī)游動(dòng)方法作為數(shù)值模擬手段。
　　 從數(shù)值積分格式的選擇、邊界條件的處理、參數(shù)選取以及后處理技術(shù)等方面對(duì)模擬近海水環(huán)境中保守型溶質(zhì)遷移擴(kuò)散的隨機(jī)游

3、動(dòng)理論做了詳細(xì)討論，并通過(guò)典型的解析解驗(yàn)證了模型的可靠性。在保守型溶質(zhì)隨機(jī)游動(dòng)模型的基礎(chǔ)上建立了懸移質(zhì)泥沙隨機(jī)游動(dòng)模型，對(duì)影響起動(dòng)和沉降過(guò)程的主要因素及其參數(shù)化方法做了詳細(xì)的討論，給出了底床演變的計(jì)算方法，并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了初步驗(yàn)證，結(jié)果表明模型對(duì)沉降和底床變化過(guò)程的模擬效果良好。
　　 分析了基于隨機(jī)游動(dòng)方法計(jì)算得到的水交換矩陣的物理含義，并比較了其與基于歐拉型對(duì)流擴(kuò)散方程得到的水交換關(guān)聯(lián)矩陣的不同，提出了獨(dú)立編號(hào)的粒