近岸海域水交换是海洋环境科学研究的一个基本命题, 污染物通过对流输运和稀释扩散等物理过程与周围水体混合, 与外海水交换, 浓度降低, 水质得到改善。交换不畅的水体, 由于污染物的持续累积, 往往会形成诸如富营养化等问题。本文基于FVCOM的水动力模块和染色剂模块,旨在通过数值模拟的手段,解决水交换问题和污染物迁移扩散问题。本文分为三部分。首先,在Linux系统下进行FVCOM运行环境搭建、编译、运行。其次,应用FVCOM实现三维水动力的数值模拟,同时针对水动力计算结果进行可视化、分析及率定。最后,应用FVCOM实现三维水交换、污染物迁移扩散的数值模拟及并结果分析。本文具有较强的应用性,可具备独立数值模拟流域/海洋水动力,解决水交换、污染物扩散问题的能力,以解决科研、工作中的实际问题。
第一章、FVCOM基础理论
一、主流海洋数值模式及特点介绍
二、FVCOM水动力模块、染色剂模块、粒子追踪模块控制方程介绍
三、FVCOM数值方法介绍
四、FVCOM程序计算流程介绍
五、FVCOM求解过程推导详解
第二章FVCOM运行环境部署
一、虚拟机安装及配置
二、Linux系统安装配置
三、Linux系统下FVCOM常用命令介绍
四、INTEL编译器安装配置
五、OPENMPI安装配置
六、NETCDF库安装配置
七、Linux环境变量配置
八、实操练习:FVCOM运行环境搭建及水动力算例运行
第三章、FVCOM三维水动力数值模拟前处理
一、岸线数据提取及处理
二、地形数据的获取及处理
三、SMS非结构三角形网格生成
四、SMS网格划分、优化技巧详解
五、SMS地形数据插值
六、实操练习:某海域岸线提取,SMS生成优化及地形插值
七、Python前处理使用及详解
八、Matlab前处理使用及详解
九、Chinatide前处理使用及详解
十、实操练习:某海域岸线FVCOM运行所需全部的文件制作
第四章、FVCOM三维水动力数值模拟
一、FVCOM 编译及所有模块详解
二、FVCOM模型可解决问题介绍
三、FVCOM运行所需全部参数详解
四、案例讲解:某海域FVCOM三维水动力数值模拟参数设置
五、FVCOM运行时可视化变量检查
六、实操练习:使用FVCOM进行某海域三维水动力数值模拟
第五章、FVCOM三维水动力计算结果可视化及率定方法
一、FVCOM水动力计算结果文件查看及全部变量详解
二、Matlab绘制水位等值线图、流场矢量图
三、FVCOM水动力常用率定方法介绍
四、案例讲解:某海域水动力计算结果的率定
五、实操练习:FVCOM水动力计算结果可视化
第六章、FVCOM三维水交换及污染物扩散问题数值模拟及前处理
一、该问题FVCOM数值模拟所需文件介绍
二、满足该问题更多实际需求的FVCOM源码修改
三、FVCOM染色剂模块编译
四、该问题初始场设置方法及文件制作
五、该问题边界条件设置方法及文件制作
六、FVCOM河流文件制作及试运行
七、FVCOM风场数据下载、文件制作及试运行
八、该问题参数设置
九、案例+实操练习:某海域该问题FVCOM数值模拟
第七章、FVCOM三维水交换及污染物扩散问题可视化及结果分析方法
一、该问题FVCOM数值模拟结果可视化
二、示踪物总浓度随时间变化作图及分析
三、示踪物滞留时间及半交换时间作图及分析
四、示踪物水平分布及时间演变作图及分析
五、案例+实操练习:某海域FVCOM该问题结果可视化分析
第八章、FVCOM三维溢油及物质输运问题数值模拟及前处理
一、该问题FVCOM数值模拟所需文件介绍
二、FVCOM粒子追踪模块编译
三、该问题粒子释放文件制作
四、该问题参数设置
五、案例+实操练习:某海域该问题FVCOM数值模拟
第九章、FVCOM三维溢油及物质输运问题可视化及结果分析方法
一、该问题FVCOM数值模拟结果可视化
二、粒子时空分布作图及分析
三、粒子输运轨迹作图及分析
四、不同动力因素对结果影响作图及分析
五、欧拉余流作图及分析
六、拉格朗日余留及分析
七、案例+实操练习:某海域FVCOM该问题结果可视化分析
第十章、总结回顾及问题答疑
一、FVCOM水动力数值模拟流程回顾
二、FVCOM水交换及污染物扩散数值模拟流程回顾
三、FVCOM溢油及物质输运数值模拟流程回顾
原文链接https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUyNzczMTI4Mg==&mid=2247652712&idx=6&sn=977906fbbf7e82b055f73eba3d5109a2&chksm=fa77ca55cd004343720491b8413ebfea4de6f219cc1dd5277eda8ecdfd6c2a60d73655c6949d&token=1852596742&lang=zh_CN&scene=21#wechat_redirect