毕业设计（论文）-基于CIP系列模式的物质输运模型的构建精选.doc

毕业论文（设计） 基于CIP系列模式的物质输运模型的构建 学 生 姓 名： 指导教师： 合作指导教师： 专业名称： 环境科学2011 所在学院： 海洋科技与环境学院 2015 年 6 月目 录 摘 要 I Abstract II 第一章 前 言 1 第二章 CIP数值方法与上风差分格式法 2 2.1 CIP数值方法 2 2.1.1一维CIP数值方法 2 2.1.2二维CIP数值方法 3 2.2 上风差分格式法 4 2.2.1一维一阶上风差分格式法 4 2.2.2二维一阶上风差分格式法 5 第三章 数值模型的构建及两种方法的对比 7 3.1 一维数值模型的构建 7 3.1.1纯移流条件下描述三角形浓度输运模型的构建及两种方法的对比 7 3.1.2纯移流条件下描述矩形浓度输运模型的构建及两种方法的对比 9 3.2二维数值模型的构建 11 3.2.1纯移流条件下描述圆锥体浓度输运模型的构建及两种方法的对比 11 3.2.2旋转条件下描述圆锥体和圆柱体浓度输运模型的构建及两种方法的对比 14 第四章 结论与展望 18 4.1结论 18 4.2展望 18 致 谢 19 参考文献 20 摘 要 随着现代工业的发达和人类人口的增长，各种污染物都被排放到大气、河流和海洋中，导致了环境的破坏。因此，很有必要研究污染物的在环境中的运动状态。描述污染物的输运扩散运动中，包括两种形式的运动：对流和扩散。对于一些简单的对流扩散问题，可以通过寻找理论解来解决。但是对于一些比较复杂的问题，需要通过数值方法来解决。 本文利用C语言编写程序建立了基于CIP系列模式和上风差分格式的物质输移扩散模型，并将通过两种方法得出的数值结果进行了对比，从而验证出：通过CIP数值方法构建的数值模型具有较高的准确性和守恒性。 关键字：对流扩散，CIP数值方法，上风差分格式，数值模型 Abstract With the development of the modern industry, all kinds of pollutants were discharged into the atmosphere, river and ocean, leading to the deterioration of the environment. To study the transportation of the pollutants is of great importance. In the physical process: advection and diffusion of the pollutants. The advection-diffusion problems, the analytical solutions are available. However for more complicated problems, numerical methods are needed to solve them. C language programming based on CIP series mode and upwind difference format material transport diffusion model was established. Numerical results by these two methods were compared, which shows the high accuracy and conservation of CIP method. Keywords: convection diffusion, CIP numerical methods, upwind difference scheme, numerical model 第一章 前 言 随着现代工业的发达和人类人口的增长，各种污染物都被排放到大气、河流和海洋中，导致了环境的破坏。《2014年中国海洋环境质量公报》表明：2014年我国海洋生态环境状况基本稳定。近岸局部海域海水环境污染依然严重，春季、夏季和秋季劣于第四类海水水质标准的海域面积分别为52280、41140和57360平方公里。河流排海污染物总量居高不下，陆源入海排污口达标率仅为52%。监测的河口和海湾生态系统仍处于亚健康或不健康状态。赤潮和绿潮灾害影响面积较上年有所增大。局部砂质海岸和粉砂淤泥质海岸侵蚀程度加大，渤海滨海地