海洋与海岸环境中安全风险评价系统的建立方法及装置制造方法及图纸

技术编号:13891435 阅读:69 留言:0更新日期:2016-10-24 11:36
本申请公开了一种海洋与海岸环境中安全风险评价系统的建立方法及装置,所述方法包括:建立海洋与海岸环境的有旋波浪洋流的海水动力模型;利用海水动力模型,对海洋与海岸环境中各个动力现象的参数数值进行模拟计算;利用计算得到的各个动力现象的参数数值,计算海水的水动力载荷和破坏强度参数;基于水动力载荷和破坏强度参数,建立海洋与海岸环境中的安全风险评价系统。本申请通过对海洋与海岸环境建立有旋波浪洋流的海水动力模型,区别于无旋假设所建立的模型,使得本申请所建立的海水动力模型更加贴近自然现象中的海洋与海岸环境,尤其是存在紊流较多的近岸环境,由此提高所建立的海水动力模型的准确性,进而保证安全风险评价系统的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及海洋与海岸工程
,更具体的说是涉及一种海洋与海岸环境中安全风险评价系统的建立方法及装置
技术介绍
在自然界中,海洋中存在着巨大的能源,具有强大的利用价值。而在人类开发海洋的过程中,如捕鱼、开采石油、建立核电站等,为了保证对沿海工程、生态及生命财产的安全,需要对海洋与海岸环境进行安全评价。在现有技术中,一般通过建立海洋与海岸环境的海水动力模型,来模拟真实的海洋与海岸环境,进而建立安全风险评价系统,实现海洋与海岸环境的安全风险评价。而上述海水动力模型的建立过程中,通常部分或完全基于无旋假设理论建立,也就是说,在数学模型的数学推导上部分或完全假设海洋与海岸环境中的水流是无旋的。但是,在由深海向近岸逐渐迫近时,海水的波浪开始破碎,紊流开始出现,此时无旋假设就完全违背了自然现象,并且严重影响了对有旋流的模拟和计算精度,尤其是速度场的垂直结构,降低海水动力模型的准确性,由此降低安全风险评价系统的准确性。
技术实现思路
有鉴于此,本申请提供了一种海洋与海岸环境中安全风险评价系统的建立方法及装置,用以解决现有技术中的海水动力模型基于无旋假设理论,使得海水动力模型的准确性降低,造成安全风险评价系统的准确性较低的技术问题。为实现上述目的,本申请提供如下技术方案:一种海洋与海岸环境中安全风险评价系统的建立方法,包括:建立海洋与海岸环境的有旋波浪洋流的海水动力模型;利用所述海水动力模型,对海洋与海岸环境中各个动力现象的参数数值进行模拟计算;利用计算得到的各个动力现象的参数数值,计算海水的水动力载荷和破坏强度参数;基于所述水动力载荷和破坏强度参数,建立海洋与海岸环境中的安全风险评价系统。上述方法,优选的,所述建立海洋与海岸环境的有旋波浪洋流的海水动力模型,包括:基于布辛涅斯克近似假设-格林-那地理论,利用以下公式,建立海洋与海岸环境的有旋波浪洋流的海水动力模型; ∫ - h η f m ( ∂ u ∂ t + u · ▿ u + ω ∂ u ∂ z + ▿ P - μ 2 ▿ · τ x x - ∂ ∂ z τ z x ) d z = 0 ; ]]> P ( z ) = μ 2 ∫ z η ∂ ω ∂ t d z + μ 2 ∫ z η u · ▿ ω d z + μ 2 ∫ z η ω ∂ ω ∂ z d z - μ 2 ∫ z η ( ▿ · τ z x + ∂ ∂ z τ z z ) d z + g ( η - z ) ; ]]> ∂ η ∂ t + ▿ · ∫ - h η u d z = 0 ; ]]> u = Σ n = 0 N μ β n u n ( x ) f n ; ]]>其中,u为水平速度,ω为竖直速度,t为时间,P为压强,x为水平坐标,z为竖直坐标,η为自由水面,τ为念滞切应力,g为重力加速度,β为N或者N+1中的偶数,μ为弥散参数。上述方法,优选的,在建立本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋与海岸环境中安全风险评价系统的建立方法,其特征在于,包括:建立海洋与海岸环境的有旋波浪洋流的海水动力模型;利用所述海水动力模型,对海洋与海岸环境中各个动力现象的参数数值进行模拟计算;利用计算得到的各个动力现象的参数数值,计算海水的水动力载荷和破坏强度参数;基于所述水动力载荷和破坏强度参数,建立海洋与海岸环境中的安全风险评价系统。

【技术特征摘要】
1.一种海洋与海岸环境中安全风险评价系统的建立方法,其特征在于,包括:建立海洋与海岸环境的有旋波浪洋流的海水动力模型;利用所述海水动力模型,对海洋与海岸环境中各个动力现象的参数数值进行模拟计算;利用计算得到的各个动力现象的参数数值,计算海水的水动力载荷和破坏强度参数;基于所述水动力载荷和破坏强度参数,建立海洋与海岸环境中的安全风险评价系统。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述建立海洋与海岸环境的有旋波浪洋流的海水动力模型,包括:基于布辛涅斯克近似假设-格林-那地理论,利用以下公式,建立海洋与海岸环境的有旋波浪洋流的海水动力模型; ∫ - h η f m ( ∂ u ∂ t + u · ▿ u + ω ∂ u ∂ z + ▿ P - μ 2 ▿ · τ x x - ∂ ∂ z τ z x ) d z = 0 ; ]]> P ( z ) = μ 2 ∫ z η ∂ ω ∂ t d z + μ 2 ∫ z η u · ▿ ω d z + μ 2 ∫ z η ω ∂ ω ∂ z d z - μ 2 ∫ z η ( ▿ · τ z x + ∂ ∂ z τ z z ) d z + g ( η - z ) ; ]]> ∂ η ∂ t + ▿ · ∫ - h η u d z = 0 ; ]]> u = Σ n = 0 N μ β n u n ( x ) f n ; ]]>其中,u为水平速度,ω为竖直速度,t为时间,P为压强,x为水平坐标,z为竖直坐标,η为自由水面,τ为念滞切应力,g为重力加速度,β为N或者N+1中的偶数,μ为弥散参数。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在建立所述安全风险评价系统之后,所述方法还包括:获取待评价的海洋作业目标的特征数据;利用所述安全风险评价系统,基于所述海洋作业目标的特征数据,获取所述海洋作业目标在海洋与海岸环境中的安全风险系数。4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述建立海洋与海岸环境的有旋波浪洋流的海水动力模型,包括:确定待建立的模型阶次参数,所述模型阶次参数为二阶或四阶;建立海洋与海岸环境中与所述模型阶次参数相对应的有旋波浪洋流的海水动力模型。5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述海水动力模型中的波浪破碎子模型采用TKE模型对涡旋粘度进行模拟得到。6.一种海洋与海岸环境中安全风险评价系统的建立装置,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:张尧
申请(专利权)人:国家海洋局海洋减灾中心
类型:发明
国别省市:北京;11

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