大亞灣水交換的數(shù)值模擬研究的開題報(bào)告

大亞灣水交換的數(shù)值模擬研究的開題報(bào)告一、研究背景與意義大亞灣屬于佛山市南海區(qū)管轄，是珠江口西北部的一個(gè)大型半封閉海灣。由于珠江口水系的影響，大亞灣的水動(dòng)力狀況異常復(fù)雜。相比于其他制備精細(xì)化工和重化工的化工園區(qū)，大亞灣工業(yè)區(qū)的水系較為分散，而這也為大亞灣水質(zhì)污染防治工作帶來了很大的壓力。因此，進(jìn)行大亞灣水交換的數(shù)值模擬研究，有助于了解大亞灣水運(yùn)動(dòng)規(guī)律，預(yù)測(cè)污染物的擴(kuò)散范圍，以此為基礎(chǔ)優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)布局，提高大亞灣水質(zhì)管理的水平，保障大亞灣及周邊人民的生活與健康安全。二、研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)本文旨在通過數(shù)值模擬方法研究大亞灣的水運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而考查大亞灣進(jìn)出水口的水流情況，得出大亞灣水交換的規(guī)律和特點(diǎn)。具體研究?jī)?nèi)容如下：1.分析大亞灣進(jìn)出水口的水流特點(diǎn)，確定數(shù)值模擬的邊界條件；2.建立數(shù)學(xué)模型，建立涉及流體動(dòng)力學(xué)和輸運(yùn)領(lǐng)域的物理方程和計(jì)算方法；3.利用CFD軟件建立數(shù)值模型，進(jìn)行水動(dòng)力和水質(zhì)的數(shù)值計(jì)算與模擬，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。最終的研究目標(biāo)為，通過數(shù)值模擬方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)大亞灣水交換的數(shù)值模擬，分析大亞灣的水流動(dòng)力學(xué)特征，并提出相關(guān)措施優(yōu)化大亞灣水質(zhì)管理。三、研究方法本文主要采用數(shù)值模擬方法進(jìn)行研究，具體步驟為：1.建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)涉及流體動(dòng)力學(xué)和輸運(yùn)領(lǐng)域的物理方程和計(jì)算方法，建立數(shù)學(xué)模型；2.統(tǒng)計(jì)分析大亞灣進(jìn)出水口的水流特征，在確定邊界條件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行數(shù)值計(jì)算與模擬，并對(duì)數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行分析；3.借助CFD軟件，進(jìn)行水動(dòng)力和水質(zhì)的數(shù)值計(jì)算與模擬，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。四、研究難點(diǎn)與挑戰(zhàn)1.建立數(shù)學(xué)模型，究竟應(yīng)該采用什么方法，統(tǒng)計(jì)什么數(shù)據(jù)，是關(guān)鍵難點(diǎn)；2.計(jì)算模型的精度和結(jié)果的可靠性是研究的關(guān)鍵問題；3.在建模的過程中是否對(duì)大亞灣的實(shí)際情況進(jìn)行了充分考慮，是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題；4.需要充分考慮污染源追蹤，預(yù)測(cè)大亞灣污染的擴(kuò)散范圍。五、預(yù)期成果本文的最終成果為：1.根據(jù)大亞灣進(jìn)出水口的水流特征，建立數(shù)學(xué)模型，預(yù)測(cè)大亞灣水流的運(yùn)動(dòng)軌跡和擴(kuò)散范圍；2.基于數(shù)值模擬，分析大亞灣水流的水動(dòng)力學(xué)特征，為大亞灣水質(zhì)管理提供科學(xué)依據(jù)；3.分析污染源及其分布，預(yù)測(cè)污染物擴(kuò)散范圍，為大亞灣污染防治提供理論支持。六、研究計(jì)劃1.第一階段（前期準(zhǔn)備階段）：查閱相關(guān)文獻(xiàn)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)數(shù)值模擬、流體動(dòng)力學(xué)和輸運(yùn)領(lǐng)域的知識(shí)，并對(duì)研究進(jìn)行詳細(xì)論述和細(xì)化。2.第二階段（數(shù)學(xué)模型建立階段）：根據(jù)涉及流體動(dòng)力學(xué)和輸運(yùn)領(lǐng)域的物理方程和計(jì)算方法，建立涉及大亞灣水交換的數(shù)學(xué)模型，確定數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)范圍。3.第三階段（數(shù)值模擬計(jì)算與分析階段）：借助CFD軟件，運(yùn)用建立好的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行水動(dòng)力學(xué)和水質(zhì)的數(shù)值計(jì)算與模擬，并分析結(jié)果，提出建議和措施。4.第