[发明专利]一种基于潮汐潮流数值模拟提高多分潮调和常数计算精度的方法

说明书

本发明涉及一种基于潮汐潮流数值模拟提高多分潮调和常数计算精度的方法。其包括:步骤1)选定分潮，计算边界条件和平衡潮潮高；步骤2)计算时段及时间步长；步骤3)各计算点的水位和流速做调和分析，求出各分潮的振幅H_l和迟角g_l。它基于潮汐潮流数值模拟计算，从而提高多分潮调和常数计算精度。

技术领域

本发明涉及一种基于潮汐潮流数值模拟提高多分潮调和常数计算精度的方法。

背景技术

近年来，由于计算机水平的迅猛发展，带动潮汐、潮流数值模拟工作也产生了较大的飞跃，使得人们对各海区的潮汐、潮流分布特征的认识正在逐步的深化。水动力模型主要是根据潮波运动方程，由初始条件和边界条件，通过数值方法对原始微分方程进行差分离散求得数值解，从而得到计算海区内的潮汐分布特征。水动力模型一方面能随计算机水平的进步而大大提高模型的分辨率，但是模型计算所需的海底地形数据、底摩擦系数、湍混合参数以及开边界条件等参数很难较准确的通过人为给定，从而给模型的调试带来了很大的麻烦，其结果仍不能达到令人满意的程度。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种基于潮汐潮流数值模拟提高多分潮调和常数计算精度的方法，它基于潮汐潮流数值模拟计算，从而提高多分潮调和常数计算精度，其采用的技术方案如下：

一种基于潮汐潮流数值模拟提高多分潮调和常数计算精度的方法，其特征在于，包括:

步骤1)选定分潮，计算边界条件和平衡潮潮高；

步骤2)计算时段及时间步长；

步骤3)各计算点的水位和流速做调和分析，求出各分潮的振幅H_l和迟角g_l。

在上述技术方案基础上，步骤1)为设所考虑的分潮有L个，其中L₁个为主要分潮，后L-L₁个为浅水分潮；各分潮的角速率为ω_l，(l＝1,…,L)；其中一般由进行线性组合得出；ω_l的单位以度/小时给出，输入后自动化为弧度/小时为单位，

边界条件由式(1.1)计算

其中，a₀为平均水位；H,g为潮汐调和常数振幅和迟角；l是分潮个数，一般只取L个分潮中的一部分；ω是分潮角速率；t为时间，以小时为单位；

平衡潮潮高由式(1.2)计算

这里，是经过地潮订正的平衡潮振幅，λ为东径(弧度，东径为E)，S为标准时区(东径为负)，应与g所用时区一致，p＝1(全日潮)或2(半日潮)或0(长周期分潮)。

在上述技术方案基础上，步骤2)为：计算时段分为两部分，前面为启动阶段，记为T₁；后面为实际模拟阶段，记为2T；T₁的长度取决于模拟结果达到稳定的周期性变化所需的时间；如海域水浅且流速大，则所需时间长度较短，反之较长；2T的长度取决于所模拟潮汐过程的总的会合周期T_S，T_S可由下式计算：

T_S＝2π/min[|ω_l-ω_m|],l,m＝1,2,……L,m≠l (2.1)

T可取T_S/2附近的一个整数；为具体起见，可取

T＝INT[T_S/2]+1 (2.2)

为方便，令

t'＝t+(T₁+T) [即t＝t'-(T₁+T)] (2.3)