科研成果
波浪与潮流共存环境下射流积分通用模型
时间：2023年01月10日
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近日，海洋二所工程院水文气象团队与河海大学等单位合作，在国际学术期刊《Applied Mathematical Modelling》上发表了题为“General integral model for a jet in wavy current environment”的研究论文。该研究围绕海岸动力环境下废水运动与稀释过程的模拟问题，改进了卷吸与拖曳力函数的计算模式，建立了波浪与潮流环境下射流积分通用模型，用于模拟和预测射流在静水、潮流、波浪和波流环境下的运动和稀释过程，并利用物理实验数据对模型的合理性与通用性进行了验证。该论文第一作者为我所方树桥博士，河海大学陈永平教授为通讯作者，合作作者包括我所施伟勇与许雪峰正高级工程师和叶钦高级工程师团队。
在人口密集的沿海地区，城市生活与工业废水通常以射流形式向海排放，废水中污染物的稀释过程是射流和波浪、潮流共同作用的结果。为了掌握波浪和潮流共存环境中射流的运动与稀释规律，量化排海废水对周边环境的影响程度，有必要构建一套通用的数学模型。论文在射流运动基本假设的基础上，考虑射流与环境水体之间的相互影响，对质量、动量与标量守恒方程进行简化与推导。对控制方程进行积分处理，改进了卷吸与拖曳力函数的计算模式，构建了可适用于不同动力环境的射流积分通用模型。利用物理实验数据对模型关键参数进行了率定和验证，得到了不同动力环境下卷吸和拖曳力系数的统一计算公式。该研究成果可以为以后开展温排水近远区耦合模拟与海底热液羽流动力参数的数值模拟提供可靠的技术手段。
静水、潮流、波浪与波流环境下射流的运动与稀释过程
Shuqiao Fang, Yongping Chen*, Weiyong Shi, Zhenshan Xu, Xuefeng Xu, Qin Ye. General integral model for a jet in wavy current environment. Applied Mathematical Modelling. 2023,115:584-615. https://doi.org/10.1016/j.apm.2022.11.003
