海岸、河口區(qū)三維近岸環(huán)流與物質(zhì)輸運(yùn)數(shù)值研究的開題報(bào)告

海岸、河口區(qū)三維近岸環(huán)流與物質(zhì)輸運(yùn)數(shù)值研究的開題報(bào)告一、選題背景與研究意義：隨著近年來工業(yè)化和城市化進(jìn)程的不斷加快，海岸和河口區(qū)域不斷遭受著各種污染和環(huán)境負(fù)荷。海岸和河口區(qū)的水動(dòng)力學(xué)特性和物質(zhì)輸運(yùn)特性對(duì)環(huán)境污染和生態(tài)系統(tǒng)、海洋資源的保護(hù)起著重要的作用。因此，對(duì)海岸和河口區(qū)域的水動(dòng)力學(xué)特性和物質(zhì)輸運(yùn)特性進(jìn)行研究，對(duì)保護(hù)海洋環(huán)境具有非常重要的意義。目前，常見的研究方法包括實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和數(shù)值模擬兩種。實(shí)驗(yàn)觀測(cè)方法可直接獲取觀測(cè)數(shù)據(jù)，但成本較高且受到天氣等自然條件的限制。而數(shù)值模擬方法則能夠在較小成本的情況下，快速獲得大量的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)。因此，針對(duì)海岸和河口區(qū)域的水動(dòng)力學(xué)特性和物質(zhì)輸運(yùn)特性進(jìn)行三維數(shù)值模擬研究，不僅可以為保護(hù)海洋環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)，也有助于降低實(shí)驗(yàn)觀測(cè)成本，提高研究效率。二、研究內(nèi)容和方法：1.研究內(nèi)容：本研究擬以大型城市海岸為研究對(duì)象，開展三維近岸環(huán)流與物質(zhì)輸運(yùn)的數(shù)值模擬研究。具體內(nèi)容包括：（1）建立城市海岸的數(shù)值模型；（2）模擬城市海岸的三維水動(dòng)力學(xué)特性；（3）模擬城市海岸的物質(zhì)輸運(yùn)規(guī)律，包括海水、河水和污染物等的輸運(yùn)過程。2.研究方法：本研究采用三維數(shù)值模擬方法，通過ComputationalFluidDynamics（CFD）軟件開展研究。主要包括以下步驟：（1）建立城市海岸的數(shù)值模型；（2）確定邊界條件和初始條件；（3）對(duì)海洋環(huán)境參數(shù)進(jìn)行數(shù)值求解和分析。三、預(yù)期研究結(jié)果：本研究采用數(shù)值模擬方法，預(yù)期將得到以下幾個(gè)方面的研究成果：（1）建立了城市海岸的三維數(shù)值模型；（2）獲得了城市海岸的三維水動(dòng)力學(xué)特性數(shù)據(jù)；（3）獲得了城市海岸的物質(zhì)輸運(yùn)特性數(shù)據(jù)；（4）探究城市海岸的水動(dòng)力學(xué)特性和物質(zhì)輸運(yùn)規(guī)律。以上研究結(jié)果將為城市海岸保護(hù)提供科學(xué)數(shù)據(jù)，同時(shí)也為環(huán)境污染防控提供參考依據(jù)。四、研究工作計(jì)劃：本研究擬分四個(gè)階段開展：（1）研究文獻(xiàn)調(diào)研，了解前沿技術(shù)和研究進(jìn)展；（2）建立城市海岸的三維數(shù)值模型，并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；（3）利用CFD軟件對(duì)海岸的水動(dòng)力學(xué)特性和物質(zhì)輸運(yùn)規(guī)律進(jìn)行數(shù)值模擬；（4）分析和討論數(shù)值模擬結(jié)果，總結(jié)研究成果并撰寫研究報(bào)告。五、研究團(tuán)隊(duì)和投入：本研究團(tuán)隊(duì)由4名研究人員組成，其中1名教授、2名博士、1名碩士。投入經(jīng)費(fèi)50萬元，主要用于軟件購買、水文數(shù)據(jù)采集等研究所需。預(yù)計(jì)研究周期為2年。六、可行性分析：目前，對(duì)城市海岸的三維數(shù)值模擬研究較為成熟，本研究團(tuán)隊(duì)具有豐富的水動(dòng)力學(xué)模擬經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際研究經(jīng)驗(yàn)，有能力開展研究并獲得高質(zhì)量研究成果。唯一