大亚湾核电液态排放的潮流污染扩散及海洋生态转移研究

摘要

本文主要针对大亚湾核电站液态排放物中放射性核素在大亚湾海域内随潮流运动污染扩散的规律以及放射性核素在海洋生态系统中转移规律进行数值模拟。
　　本文具体研究内容包括三个方面：
　　第一，二维流场、浓度场的数值模拟。根据课题组的二维潮流污染扩散数学模型，选取合适的参数，采用ADI法(Alternating Direction Implicit method)求解潮流污染扩散方程，并对数值模拟结果进行了水位以及流速的验证。验证结果表明，模拟值与实测值大致吻合。
　　第二，以二维条件下大亚湾海域内放射性核素的浓度场为基础，根据课题组的海洋生态系统中放射性核素转移的库室模型，进行放射性核素在海洋生态系统中转移的数值模拟。将数值模拟结果与实测值进行对比，基本吻合。
　　第三，根据课题组的三维潮流污染扩散数学模型，进行三维流场的数值模拟，对三维问题进行了探索性研究。主要采用三维分层模式建立了sigma坐标系下的数学模型，保证浅水部分同样具有较高的分辨率。采用预报校正法使数值模拟结果准确到二阶精度。引入人工粘滞项以及滤波项改善了数学模型的稳定性。通过追赶法求解三对角带状矩阵，得到了三维流场的一些初步模拟结果。

目录

摘要

Abstract

第1章 前言

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究的现状

1.3 研究的内容和方法

第2章 二维潮流污染扩散数值模拟

2.1 二维潮流污染扩散数学模型

2.1.1 潮波方程和扩散方程

2.1.2 潮流污染扩散方程二维化

2.2 数值计算方法

2.2.1 差分网格及其定义

2.2.2 ADI法计算模式

2.2.3 定解条件

2.2.4 参数选取

2.2.5 计算水位所需要的调和常数

2.3 数值模拟结果及讨论

2.3.1 流场验证计算

2.3.2 流场模拟计算

2.3.3 浓度场模拟结果

第3章 放射性核素在海洋生态系统中转移数值模拟

3.1 海洋生态系统数学模型

3.1.1 转移系数法库室模型

3.1.2 浓集因子法库室模型

3.2 数值计算方法

3.2.1 用Gauss消去法解线性代数方程组

3.2.2 浓集因子的计算

3.2.3 参数选择

3.3 数值模拟结果及讨论

3.3.1 数值模拟结果

3.3.2 数值模拟结果验证

第4章 三维潮流污染扩散数值模拟

4.1 三维潮流计算数学模型

4.1.1 在直角坐标系下连续方程及潮流污染扩散方程

4.1.2 在sigma坐标系下的连续方程及潮流污染扩散方程

4.2 数值计算方法

4.2.1 sigma坐标系下，潮波方程分层模式的差分格式

4.2.2 差分格式的修正

4.3 数值模拟初步结果

第5章 结语

参考文献

附录

1 直角坐标系与sigma坐标系间转化关系

2 sigma坐标系下连续方程推导

3 sigma坐标系下的运动方程推导

在学期间发表的论文及科研成果清单

致谢