[发明专利]一种计算实时潮致混合的动态模拟方法

说明书

本发明公开了一种计算实时潮致混合的动态模拟方法：普林斯顿海洋模型通过耦合器为潮混合参数计算模型提供初始流场和密度数据，潮混合参数计算模型利用所得到流速和密度数据来计算潮混合参数，并将混合参数通过耦合器反馈给普林斯顿海洋模型；普林斯顿海洋模型在考虑混合参数影响的情况下运转并输出第二阶段的流速和密度数据，再将其传给潮混合参数计算模型，这样潮混合参数计算模型接收到的就是包含着潮混合影响的流速和密度数据；如此反复，潮混合参数的加入影响并改变着潮流速度和密度，潮流速度和密度的变化又直接决定着混合参数的大小。本发明可以实现物理海洋模型的动态化模拟，改进了原来物理海洋模型中把混合参数设为定值的缺点。

技术领域

本发明涉及物理海洋领域，特别涉及一种计算实时潮致混合的动态模拟方法，应用于物理海洋模型的动态化实时模拟。

背景技术

潮致混合现象是潮流流经粗糙的海底地形，以内波的形式转化成斜压潮，一部分斜压潮能以内波的形式辐射出去，剩余部分在内波生成点发生耗散，从而产生增强的湍流混合。潮致混合现象时时刻刻在海洋中发生，在控制海洋的水质特性和深层循环特征方面发挥着关键的动态作用，对海洋环流、海面温度和气候产生会产生很大影响，为海洋中的混合提供了一半的能量来源，是海洋中物质、热量、动量以及能量交换的主要物理过程，是海洋中众多物理、生化过程的核心，是维持大洋子午环流的最主要因子，并对全球气候系统的维持与变化有着重要影响。

潮致混合现象的强弱一般使用混合参数的大小来表示，目前现有的研究是把潮混合参数当做是定值，与海洋中实际发生的混合现象不相符，也没有考虑海洋中时时刻刻发生着的混合所带来的持续影响，无法体现混合过程所带来的动态变化。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种计算实时潮致混合的动态模拟方法，以实现物理海洋模型的动态化模拟，改进了原来物理海洋模型中把混合参数设为定值的缺点。

本发明所采用的技术方案是：一种计算实时潮致混合的动态模拟方法，包括以下步骤：

步骤A，设置普林斯顿海洋模型的开始时间、结束时间、数据输出频率；

步骤B，运行普林斯顿海洋模型，生成包含潮流速度和密度数据的数据文件，并将数据文件传递给耦合器，耦合器接收数据文件的同时控制普林斯顿海洋模型中止运行；

步骤C，耦合器把数据文件传递给潮混合参数计算模型，并触发潮混合参数计算模型运行；

步骤D，潮混合参数计算模型以数据文件中的潮流速度和密度数据为变量，计算混合参数，并将混合参数传递给耦合器，耦合器接收混合参数的同时控制潮混合参数计算模型中止运行；

步骤E，耦合器把混合参数传递给普林斯顿海洋模型，并触发普林斯顿海洋模型再次运行，完成一次循环；

步骤F，循环步骤B至步骤E，直至普林斯顿海洋模型设置的结束时间停止循环，同时，普林斯顿海洋模型生成最终的潮流速度、密度数据。

进一步的，所述的耦合器实现普林斯顿海洋模型和潮混合参数计算模型之间的数据实时交换，并控制普林斯顿海洋模型和潮混合参数计算模型的运行模式，具体包括：

首先，耦合器接收普林斯顿海洋模型传送的数据文件后，发送中止运行指令给普林斯顿海洋模型，中止普林斯顿海洋模型运行；

然后，耦合器将数据文件传递给潮混合参数计算模型后，触发潮混合参数计算模型运行；

其次，耦合器接受潮混合参数计算模型运行后得到的混合参数后，发送中止运行指令给潮混合参数计算模型，中止潮混合参数计算模型运行；

最后，耦合器将混合参数反馈给普林斯顿海洋模型后，触发普林斯顿海洋模型运行。

进一步的，所述的潮混合参数计算模型具体包括：以潮流速度和密度数据作为变量，按照公式(1)计算混合参数k_v：