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大亚湾核电站海域三维分层潮流场和物质场数值模拟研究

孙未未  
【摘要】:为了有效解决能源问题,广东省多年来大力发展核电事业,在新建核电站的同时,评估现有核电站对周围海洋生态环境的影响尤为重要。核电站液态排放物及海域内各类水生物均伴随着潮流而输运,有效模拟预测出各时刻核电站附近海域的潮流场与物质场极为关键。 本论文主要针对大亚湾核电站附近海域,建立直角坐标系和σ坐标系下三维分层潮流和对流扩散方程的数学模型。根据目前国内外的研究现状和课题组已有的科研经验,本文选取有限差分方法,采用均匀网格划分计算区域;具体差分格式上,选用中心差分和迎风格式差分;垂直涡动粘性系数通过混合长度理论公式计算得到。此外,本文在计算稳定性与精确性的分析检验、各向扩散系数的确定、实际编程中程序的优化等方面进行细致的探索,加以初始条件及边界条件处理,利用计算机编程实现,数值模拟出核电站附近海域的水位、流速和核电站液态排放物的浓度。 利用实测数据与之进行对比,有效验证了直角坐标系和σ坐标系下三维分层潮流方程和对流扩散方程数值模拟结果的正确性,总结出潮流场和物质场的分布规律。对比分析不同坐标系下模拟计算出的数据图像,找出细节差异,总结得到大亚湾附近海域三维分层模型的有效数值模拟方法。


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