舟山特定海域三维水流数值模拟研究*
2014-03-29秦华伟蔡真周红伟胡杭民
机电工程 2014年4期
秦华伟,蔡真,周红伟,胡杭民
(1.杭州电子科技大学机械电子工程研究所,浙江杭州310018;2.国家海洋局第二海洋研究所海底科学重点实验室,浙江杭州310012)
0 引言
舟山群岛是我国第一大群岛,附近海域西连杭州湾,北接长江口,东临东海;水深地形多变、岛屿众多,水动力条件复杂[1]。同时舟山海域也是全国著名的强潮海区,部分水道涨退潮流速度可达2 m/s~3 m/s,其中蕴含了丰富的潮流能,特别是金塘水道、龟山航门、西候门水道等均为全国潮流能能量密度最大的地区[2]。舟山群岛海域沿岸有26处潮流能资源最佳区,8处资源较佳区,11处资源可利用区,在其海域内可装机容量可达63 500 kW,年发电量达到1.17×109kWh[3]。故研究舟山海域的速度场特征,对解决舟山海域潮流能发电及其附近各类海洋环境都有着重要意义。
马启南[4]等建立了基于σ变换和内外模式分裂技术三维水流数学模型,对方程进行离散后,并对所建模型进行校验,将该模型应用到杭州湾的三维水流数值模拟中,取得良好的效果;寿玮玮等[5]利用ECOM模型模拟了舟山群岛附近海域流场和三维水动力的特征,模拟结果与实测数据符合。
现有分析多数为杭州湾或舟山群岛大范围海域,而缺少专门针对某一具体海域的研究成果。在大范围海域计算中,常采用忽略某些小岛或近似岛屿边界线等方法,提高计算效率及简化网格划分的难度。而本研究详细绘制每一座岛屿,同时采用更小的网格尺寸(每格长度为1 m)对计算区域进行划分,采用数值模拟与现场数据测试两种方法相结合,对舟山特定海域流速进行模拟,以建立该海域模型。……
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