长江口斜压诊断模式三维流场数值模拟综述.pdf

第 15 卷 第 3 期 水 科 学 进 展 Vol15 ,No3 2004 年 5 月 　　 ADVANCES IN WATER SCIENCE 　 May , 2004 　 长江口斜压诊断模式三维流场数值模拟 1 2 3 2 龚 　政 , 张长宽 , 金 　勇 , 张东生 ( 1 水利部太湖流域管理局水利发展研究中心 , 上海 　200434 ; 2 河海大学交通与海洋工程学院 , 江苏 南京 　210098 ; 3 上海勘测设计研究院 , 上海 　200434) σ 摘要 : 建立了 坐标系下长江口斜压诊断模式三维流场数学模型 , 采用 kkl 二方程紊流闭合模型求解垂向涡粘系 数 , 计算域内恒定 、非均匀盐度场反映了计算域密度斜压效应 。验证结果表明 , 斜压诊断模式的模拟成果较切合实 际。模型成功复演了长江口水域由往复流向旋转流过渡的流场特性 ; 潮波从四条汊道传入后在分汊 口附近相遇形 成多个会潮点 , 其位置随着径流的大小 、潮汐的强弱 、汊道的形态等因素而变化 。 关 　键 　词 : 长江口; 斜压诊断模式 ; 三维流场 ; 数值模拟 ( ) 中图分类号 : TV1312 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 2004 以往在长江口三维流场数值模拟中常用的做法是建立三维正压模型 , 即将计算域内温度 、盐度场近似为恒 定 、均匀的 , 因此密度场也是恒定 、均匀的 , 从而没有考虑盐度的变化以及因密度梯度产生的密度斜压效应 。 为了考虑计算域内实际存在的温度 、盐度场的非恒定性 、非均匀性 , 即考虑由此产生的密度梯度对流场的斜压 效应 , 较先进的方法是建立斜压模型 。由于一般温度 、盐度场比较保守 , 其变化的时间尺度远比流场的大 , 因 此可以将这种温度 、盐度场近似为恒定 、非均匀的 , 称为斜压诊断模式 ; 若同时考虑到流场 、温度场和盐度场 之间的时变耦合过程 , 称为斜压预报模式 。相比正压模式而言 , 本文采用的斜压诊断模式可以在一定程度上反 映密度斜压效应 , 同时 , 又比斜压预报模式减小了计算工作量 , 因此斜压诊断模式可以用较小的计算工作量取 得较高的模拟精度 。 σ 1 　 坐标系下的河口动力学方程组 z - η σ σ σ 定义 = , - 1 ≤ ≤0 。 坐标系中的动力学方程为 H + η D U D V ω η ( ) + + + = 0 1 x y σ