黄岛电厂温排水数值模拟研究

中国海洋大学硕士学位论文黄岛电厂温排水数值模拟研究姓名：远航申请学位级别：硕士专业：港口海岸及近海工程指导教师：于定勇20040601黄岛电厂温排水数值模型研究摘要发电厂的温排水可能会在物理、化学、生物等方面对邻近海域造成一定程度上的影响，为了较好的评估电厂温排水的影响，本文利用平面二维ADI(AlternatingDirectionImplicit)数学模型对电厂海区做了流场和温度场的数值模拟。ADI数学模型是一种半隐半显的计算格式，它既具有显式格式易求解的优点，也具有隐式格式良好的稳定性。本文的主要工作是建立一个深度平均的二维水动力及超温扩散输移的数值模型，并对一实际海湾的潮流场及温度场进行数值模拟：l用深度平均浅水波动方程为控制方程，采用迎风ADI有限差分方法(交替方向显隐式法)在矩形交错网格上离散潮波方程，建立了一个二维潮流数值模型。用该模型对两个主要分潮(M：，S：分潮)联合作用下胶州湾的潮波运动进行了数值模拟。2在水动力模型的基础上，建立了超温扩散输移的数学模型，并将该模型应用于黄岛电厂超温扩散输移过程的数值模拟。3利用MATLAB的绘图功能实现了潮流场及温度场在计算过程中的简单可视化。最后，把模型计算的结果与由实测数据做了比较，可以看出，计算的结果还是较为令人满意的。关键词：ADI；数值模拟；电厂温排水TheNumericalModelofThermalDischargefromHuangdaoPowerPlantAbstractThethermaldischargefromtheplantwillaffecttheadjacentwaterareainphysics，chemistry,andbiologytosomeextent．Anumericalmodel，whichusingtheAlternatingDirectionImplicitmethod，isappliedtosimulatethecurrentfieldandtemperaturefieldinthisarea．ADIisasemi—implicitdifferenceschemeanditbearsboththeadvantageofexplicitandimplicitthateasilycomputingandgoodstability,1Dispersingthelong·waveequationoninterlacedgridbyADImethod，atow—dimensionhydrodynamicmodelisestablishedtosimulatethetidalflowinJianzhouBayundertheeffectsoftide．2Basingonthehydrodynamicmodel，anumericalmodelisestablishedtosimulatethethermaldischargeofHuangdaopowerplantinthecoastalwaters．ThemodelisappliedtosimulatethethermaldischargedistributioninJiaozhouBay．3Inordertomakethehydrodynamicandthermaldischargemodelintuitively,thevisualizationofthemodelwasapproachbyMATLAB．Finally，theresultofcomputationarecomparedwiththesurveyeddata．Theresultofcomparisonshowsthatthisnumericalmodeliscorrectandreasonable．Keywords：ADI；Thermaldischarge；Numericalmodel黄岛电r温排水数值模型研梵§1．1研究背景第一章序论我国是个海洋大国，海域范围辽阔，如何有效开发利用海洋资源和能源，保护海洋环境是沿海经济可持续发展的重要途径，也是迈向z1世纪的重要任务。在有关海洋问题的研究中，水动力起着极其重要的作用，只有了解水动力的过程，才有可能揭示水质等环境问题的发生、扩展机制，从而进一步解决生态学问题。水动力是物质输运的基础，流场对温度、盐度、污染物、泥沙、营养盐、浮游植物和浮游动物等的输运起着决定的作用，它们相互作用，相互影响，相互关联。目前，水动力的数值模拟技术作为研究水动力学的重要方法和手段己得到广泛应用，在此基础上对环境问题的进一步研究正在逐步展开。积极开展对海洋水动力学的研究，并在深入分析海岸水动力学和环境承载能力的基础上，进行海洋资源的合理开发利用，使生态环境得到保护并促进区域经济的可持续发展，都有