[发明专利]一种提高潮波势能和潮能通量计算精度的推算方法有效
申请号: | 201811519149.5 | 申请日: | 2018-12-12 |
公开(公告)号: | CN109726349B | 公开(公告)日: | 2023-06-30 |
发明(设计)人: | 徐晓庆;魏泽勋;王永刚;李淑江;徐宁珠;范斌 | 申请(专利权)人: | 国家海洋局第一海洋研究所;青岛海洋科学与技术国家实验室发展中心 |
主分类号: | G06F17/10 | 分类号: | G06F17/10 |
代理公司: | 深圳紫晴专利代理事务所(普通合伙) 44646 | 代理人: | 雒盛林 |
地址: | 266061 山*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: |
本发明公开了一种提高潮波势能和潮能通量计算精度的推算方法,在计算潮波势能和潮能通量时引入固体潮和径向位移负荷潮的计算,包括如下计算步骤:时间平均势能的计算、固体潮ζ |
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搜索关键词: | 一种 提高 势能 通量 计算 精度 推算 方法 | ||
【主权项】:
1.一种提高潮波势能和潮能通量计算精度的推算方法,其特征在于,在计算潮波势能和潮能通量时引入固体潮和径向位移负荷潮的计算,包括如下计算步骤:时间平均势能为:其中ζ为海洋潮汐;ζb为固体潮,ζl为径向位移负荷潮,ζs=ζb+ζl;ρ为海水密度;g为重力加速度。固体潮ζb的计算公式为:ζb=h2P/g (2)其中P为原始引潮势;h2为love数;g为重力加速度。即,其中,P为原始引潮势;R为地球半径,取平均值6.371×106m;U为与地,月质量及距离有关的常数(也用于代表东分量潮流调和常数的振幅,计算时注意区别);Φ为原始引潮势中与纬度有关的分潮系数;C为原始引潮势中各分潮系数;v为原始引潮势中各分潮的位相。R和U经计算得,Φ和C因分潮而异,其中对半日潮和全日潮Φ分别等于(为北纬)其中,为纬度,北纬为正,南纬为负;λ为经度,东径为正,西径为负。参照Fang et al(1999)的式(5)略去节点因子和相角订正,省略共同的初位相V0,并采用格林尼治时间,ζb可表为:其中H(b)和G(b)为固体潮调和常数的振幅和迟角;ω为分潮角速率;t为时间。势能计算具体公式,对一特定分潮,ζ可表示为:ζ=Hcos(ωt‑G) (8)故对该分潮为:其中,<PE>为计算点单位面积势能的一个潮周期之平均值;ρ为海水密度;g为重力加速度;H和G为潮汐调和常数的振幅和迟角;H(b)和G(b)固体潮调和常数的振幅和迟角;H(l)和G(l)为径向位移负荷潮调和常数的振幅和迟角。上述(9)、(10)(11)三项之和即为<PE>,ρ和g可分别取1.035×103kg/m3,9.80m/s2,所得<PEn>的单位为kg/s2=J/m2,如果对某网格点,它代表的网格面积为ΔS,则该网格面积内包含的势能为<PEn>ΔS,单位为J;其中ΔS的算法如下:设网格中心点纬度为φ,网格纬向(即东西向)宽度为Δλ,径向(即南北向)高度为为方便Δλ,均先化为弧度为单位,由《数学手册》(1979,下简记数79),p82,球台侧面积M=2πRh,又因为如取sin(x)=x,则相对误差为x2/6,若取则相对误差为0.0000127(若相当于1°),0.0000508(若相当于2°),故M可近似取作2πR2Δφcosφ,对于宽度为Δλ的部分,其面积等于2πR2Δφcosφ乘上Δλ/2π,即ΔS=R2ΔλΔφcosφ (12)对一个海区内的<PEn>ΔS进行叠加,可得该海区的总PE值,为便于检查和分析,先算总PEn值(n=1,2,3),再相加得总PE值;能通量密度F的计算,要计算某一断面的潮能通量,首先要计算出潮能通量密度,通过自海底至海面单位宽度断面,在一个潮周期平均单位时间的潮能通量叫做能通量密度,其计算公式如下:其中,东分量Fx和北分量Fy分别为:其中,F为能通量密度;D为计算点水深;ρ为海水密度;g为重力加速度;H和G为潮汐调和常数的振幅和迟角;H(b)和G(b)固体潮调和常数的振幅和迟角;H(l)和G(l)为径向位移负荷潮调和常数的振幅和迟角;U和ξ为潮流东分量调和常数的振幅和迟角;V和η为潮流北分量调和常数的振幅和迟角。
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