ECOMSED模式及其在海洋数值模拟方面的应用
2011-08-15贾利青张宗坤邢静芳姚富强
科学之友 2011年1期
贾利青,张宗坤,邢静芳,姚富强
(太原理工大学水利科学与工程学院,山西 太原 030024)
目前,国际上使用较广泛的河口海洋数值模式有美国麻州大学的FVCOM、普林斯顿大学的POM、佛罗里达大学的等密度面模式、荷兰的Delft模式、德国的汉堡模式和丹麦模式。POM有别于其他海洋模式的主要特点是:垂直方向采用σ坐标,因而可以方便地引入大陆架底形;垂直差分为隐式,消除时间对垂直坐标的限制,可使海洋上、下边界层的分辨率提高而保持计算稳定;在海面无刚盖近似,因而海面的自由高度可用模式预报;为了节省计算时间和增加模式的计算稳定性,POM将海流的正压模和斜压模分离,采用不同的时间步长,外模时间步长较短,内模时间步长较长。ECOM模式是当今国内外应用较为广泛的海洋模式,是在POM模式的基础上发展起来的。
1 ECOMSED模式介绍
1.1 ECOMSED模式发展
在POM模式基础上发展而来的ECOM模式适用于浅水环境,如河流、海湾、河口和近岸区域、以及水库和湖泊。在近些年的发展当中,黏性沉积物再悬浮、沉积、输运等概念被引入到ECOM模式中,ECOM在加入了一般的开边界条件,考虑了示踪物、底边界层、表面波模型、沉积物输运、以及溶解物和沉积物的边界示踪物容量等,从而发展成为目前的ECOMSED模式。
1.2 ECOMSED功能
ECOMSED是一个模拟水动力、波浪和沉积物输运的三维数值模型。此模型可以用来模拟海洋和淡水系统中的水位、海流、波浪、温度、盐度、示踪物、有黏性、无黏性沉积物的时空分布,是一个集成化的模型,它包含以下几个模块:水动力模块、沉积物输运模块、风浪模块、热通量模块、水质模块和颗粒物追踪模块。……
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