【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境监测领域，具体涉及一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法。
技术介绍
1、本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
2、随着人类社会和工业化进程的加速推进，海洋环境受到日益严重的污染威胁。目前大量放射性废水未经处理直接排入海洋，对周围环境和整个太平洋环境造成了巨大影响，这不仅直接危害海洋生态系统，还可能通过食物链传递给人类，对人类的生存和健康构成潜在的严重潜在威胁和风险，因此，急需建立一种快速、精确的动态监测放射性核素方法，以便应对海洋中的突发事件具有重要意义。
3、现有的一种方案《一种用于海洋环境监测的自动海水采样器》，该方法通过采样器在采海水过程中，可全自动工作，并且可通过程序控制采海水的时间，通过流量计测取水量，达到一定量时可控制停止采水，结束后将采样器采的海水样本送入实验室。然而，海洋放射性核素具有半衰期时间长、扩散范围广等特点，使得传统采样和实验室分析存在一些挑战。传统的采样和实验室分析主要包括以下过程：设计采样装置、采样、样品运送、样品处理、实验室分析和得出结论。此外，目前存在的监测海洋放射性核素方法中，主要侧重于专业设备采集海水样本，并在实验室中进行详细的分析。这一过程需要耗费大量人力和物力资源，可能耗费数天甚至更长的时间，从而导致了监测成本的不断增加，并使监测的时效性低和应急性差，因此，该方案难以满足海洋核事故的应急场景下快速监测的需求。
4、目前有一种方案《一种放射性核素滨海实时迁移扩散计算方法及系统》，该计算方法通过优化现有
5、总结：因此，随着数值模拟技术的快速发展，数值模拟具有精确性、灵活性、成本效益高、可重复性、预测能力和安全性等优势，因此，越来越受到研究人员的关注。同时，水下航行器具备便捷、远距离通信、多功能和自主探测能力，可以实现监测更为灵活和全面。有效整合数值模拟技术和水下航行器协同的优势，成为解决现有技术中监测放射性核素方面存在问题的有效途径。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对目前在海洋核事故的应急场景下，难以完成快速而准确的动态监测放射性核素的问题、建立数值模型时模型不准确的问题以及传统方法中存在的时效性和成本挑战，提供了一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，从而解决了上述问题。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，包括：
4、步骤s1：建立fvcom数值模型，对当前时段的流场进行分析，模拟目标海域中放射性核素分布和迁移路径，确定放射性核素在目标海域的位置；
5、步骤s2：根据fvcom数值模型模拟结果，确定水下航行器最佳监测的初始位置，对水下航行器进行部署，完成水下航行器编队初始化；
6、步骤s3：水下航行器依据数值模型结果开始监测，并将探测的核素数据信息传递至控制中心；
7、步骤s4：控制中心根据水下航行器探测数据，调整fvcom数值模型的输入参数以更准确地反映当前环境的变化；
8、步骤s5：推测t+1时刻目标海域中放射性核素的变化范围，并将这一信息传输给领航器，领航器通过外部通信将调整后的位置信息传给其它水下航行器，以确保整个编队同步变化；
9、步骤s6：重复步骤s1-步骤s5，直至完成目标海域中放射性核素动态监测工作。
10、进一步地，所述fvcom数值模型，包括：水动力模块和lag模块；
11、所述水动力模块用于提供基本流场信息；所述lag模块用于预测下一时刻目标海域放射性核素扩散范围和迁移路径，并将后处理数据通过通信系统传输给水下航行器的领航器，使编队能够实时调整其位置以更好地监测目标。
12、进一步地，所述步骤s1，包括：
13、步骤s11：根据目标海域选择相应的岸线，在控制中心对岸线进行预处理，并添加输入参数条件，模拟真实的海洋环境，判断生成水动力模型判断模型是否满足要求，若不满足要求，重新对岸线进行调整，重复该过程，直至满足要求；
14、步骤s12：若模型满足要求，分析当前时段的流场，使用lag模块模拟目标海域中放射性核素分布和迁移路径，以确定放射性核素在目标海域的大致位置。
15、进一步地，所述步骤s2，包括：
16、步骤s21：根据最初的fvcom数值模型模拟结果，将水下航行器放置在最佳监测的初始位置；
17、步骤s22：完成初始化水下航行器编队，开始动态监测放射性核素工作。
18、进一步地，所述步骤s3，包括：
19、在水下航行器完成部署后，通过通信系统将fvcom数值模型的模拟结果传输至领航器；其他水下航行器跟随领航器同步完成位姿变化，使其能够追随模型预测的放射性核素路径探测；
20、同时，水下航行器利用携带的核辐射传感器对目标海域中放射性核素进行探测；水下航行器的数据处理单元处理探测数据信息，并通过通信系统传递至控制中心。
21、进一步地，所述步骤s4，包括：
22、步骤s41：根据t1时刻fvcom数值模型模拟结果放置水下航行器，利用携带的核辐射传感器监测目标海域中放射性核素；
23、步骤s42：由数据处理单元处理信息探测数据，并通过通信系统传递至控制中心；
24、步骤s43：控制中心根据水下航行器的前进方向和核辐射传感器探测数据，不断调整模型输入参数，修正t2时刻模型。
25、进一步地，所述步骤s5，包括：
26、根据修正后的t2时刻模型，模拟t2时刻的放射性核素的变化范围，并将这一信息传输给领航器，领航器通过外部通信将调整后的位置信息传给其它水下航行器，以确保整个编队同步变化。
27、进一步地，所述步骤s6，包括：
28、重复完成步骤s1-步骤s5，直至tk时刻完成动态监测放射性核素工作。
29、进一步地，所述fvcom数值模型的建模过程是通过地理信息工具提取目标海域岸线数据，并运用sms软件对岸线数据进行网格化，并进行岸线疏密调整、沿海重点区域网格加密和不合格的三角形微调操作，同时在三角网格上进行水深数据插值，从而生成网格文件。
30、进一步地，所述最佳监测的初始位置是根据fvcom数值模型结果而定，依据fvcom数值模型预测的放射性核素迁移趋势结果，放置水下航行器的初始位置，以便提高动态监测的速度和效率。
31、与现有的技术相比本专利技术的有益效果是：
32、1、本专利技术通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，所述FVCOM数值模型，包括：水动力模块和LAG模块；
3.根据权利要求2所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，所述步骤S1，包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，所述步骤S2，包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，所述步骤S3，包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，所述步骤S4，包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，所述步骤S5，包括：
8.根据权利要求7所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，所述步骤S6，包括：
9.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方
10.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，所述最佳监测的初始位置是根据FVCOM数值模型结果而定，依据FVCOM数值模型预测的放射性核素迁移趋势结果，放置水下航行器的初始位置，以便提高动态监测的速度和效率。
...【技术特征摘要】
1.一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，所述fvcom数值模型，包括：水动力模块和lag模块；
3.根据权利要求2所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，所述步骤s1，包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，所述步骤s2，包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，所述步骤s3，包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核素动态监测方法，其特征在于，所述步骤s4，包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于数值模拟的海洋放射性核...
【专利技术属性】
技术研发人员：席发元，张治钟，张江梅，刘灏霖，张扬鑫，姚佳丽，申炜豪，谭嘉豪，余胜男，汤瑞，范阳周，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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