基于FVCOM的山東齋堂島潮流試驗(yàn)場的潮流數(shù)值模擬.pdf

1、隨著傳統(tǒng)化石能源儲量的急劇下降,全球變暖等環(huán)境問題不斷涌現(xiàn),開發(fā)利用綠色清潔可再生能源已經(jīng)迫在眉睫。這個(gè)全球性的話題引發(fā)了一場能源革命,世界各國進(jìn)行了各種嘗試,其中太陽能和風(fēng)能已經(jīng)小有規(guī)模,但是依然遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了人類的需求,于是人們將目光投向了海洋,其占地球表面的70％,儲藏的能源巨大。我國具有漫長的海岸線以及浩瀚的海域,這些對海洋資源開發(fā)具有很大的優(yōu)勢,其中潮流能的開發(fā)利用已經(jīng)逐漸步入正軌。本文以山東省齋堂島潮流試驗(yàn)場為工程試點(diǎn),運(yùn)用潮

2、流數(shù)值模型對該區(qū)域的潮流能分布及儲量進(jìn)行評估。
　　本文首先對國內(nèi)外潮流能資源分布及開發(fā)現(xiàn)狀做出介紹,總結(jié)了現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的二維三維潮流數(shù)值模擬方法和軟件,著重介紹了本文主要使用的三維潮流模型FVCOM,從其理論方程,邊界條件到適用特點(diǎn)。然后,分類介紹國內(nèi)外設(shè)計(jì)的潮流能發(fā)電裝置,提出了齋堂島試驗(yàn)場所用的由中國海洋大學(xué)設(shè)計(jì)的水平軸潮流能裝置。
　　對于齋堂島試驗(yàn)場的潮流能評估,礙于實(shí)測資料太少,只能選取大小網(wǎng)格嵌套的方法。首先,

3、分別利用FVCOM和ADCIRC模型對齋堂島外海大區(qū)域進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,依據(jù)董家口的實(shí)測值驗(yàn)證兩種模型的準(zhǔn)確度,同時(shí)比較分析兩種模型的計(jì)算結(jié)果。然后,根據(jù)驗(yàn)證后的潮位數(shù)據(jù)插值得到小區(qū)域試驗(yàn)場開邊界的輸入條件,利用FVCOM模型計(jì)算得到試驗(yàn)場的潮位變化以及流速三維分布。在潮流能裝置安放位置,由流速的三維分布積分得到其潮流能能量密度,計(jì)算得到一個(gè)大潮周期內(nèi)的潮流能大小,并與常見的評估方法簡化公式計(jì)算值作比較。
　　本文所用模型未考慮裝置布