FVCOM模型的三维水动力、水交换、溢油物质扩散及输运数值模拟
近岸海域水交换是海洋环境科学研究的一个基本命题, 污染物通过对流输运和稀释扩散等物理过程与周围水体混合, 与外海水交换, 浓度降低, 水质得到改善。交换不畅的水体, 由于污染物的持续累积, 往往会形成诸如富营养化等问题。水体中物质、污染物的分布与水体中的物质输运过程密切相关。水体的油类污染通常来自于突发性石油泄漏，溢油事件造成的环境污染会降低水体使用价值与生态系统服务功能，构建数值模拟溢油事故可为溢油发生后的应急处置提供决策依据。基于FVCOM的水动力模块、染色剂模块、粒子追踪模块，旨在通过数值模拟的手段，解决水交换及污染物迁移扩散问题、溢油及物质输运问题。分为十部分，详见课程大纲。应用性较强，通过学习，可具备独立数值模拟流域、海洋水动力，解决水交换及污染物扩散问题、溢油及物质输运问题的能力，以解决科研、工作中的实际问题。
一、
FVCOM基础理论
- 主流海洋数值模式及特点介绍
- FVCOM水动力模块、染色剂模块、粒子追踪模块控制方程介绍
- FVCOM数值方法介绍
- FVCOM程序计算流程介绍
- FVCOM求解过程推导详解
二、
FVCOM运行环境部署
- 虚拟机安装及配置
- Linux系统安装配置
- Linux系统下FVCOM常用命令介绍
- INTEL编译器安装配置
- OPENMPI安装配置
- NETCDF库安装配置
- Linux环境变量配置
- 实操练习：FVCOM运行环境搭建及水动力算例运行
三、
FVCOM三维水动力
数值模拟前处理
- 岸线数据提取及处理
- 地形数据的获取及处理
- SMS非结构三角形网格生成
- SMS网格划分、优化技巧详解
- SMS地形数据插值
- 实操练习：某海域岸线提取，SMS生成优化及地形插值
- Python前处理使用及详解
- Matlab前处理使用及详解
- Chinatide前处理使用及详解
- 实操练习：某海域岸线FVCOM运行所需全部的文件制作
四、
FVCOM三维水动力
数值模拟
- FVCOM 编译及所有模块详解
- FVCOM模型可解决问题介绍
- FVCOM运行所需全部参数详解
- 案例讲解：某海域FVCOM三维水动力数值模拟参数设置
- FVCOM运行时可视化变量检查
- 实操练习：使用FVCOM进行某海域三维水动力数值模拟
五、
FVCOM三维水动力计算结果可视化及率定方法
- FVCOM水动力计算结果文件查看及全部变量详解
- Matlab绘制水位等值线图、流场矢量图
- FVCOM水动力常用率定方法介绍
- 案例讲解：某海域水动力计算结果的率定
- 实操练习：FVCOM水动力计算结果可视化
六、
FVCOM三维水交换
及污染物扩散问题数值模拟及前处理
- 该问题FVCOM数值模拟所需文件介绍
- 满足该问题更多实际需求的FVCOM源码修改
- FVCOM染色剂模块编译
- 该问题初始场设置方法及文件制作
- 该问题边界条件设置方法及文件制作
- FVCOM河流文件制作及试运行
- FVCOM风场数据下载、文件制作及试运行
- 该问题参数设置
- 案例+实操练习：某海域该问题FVCOM数值模拟
七、
FVCOM三维水交换
及污染物扩散问题
可视化及结果分析方法
- 该问题FVCOM数值模拟结果可视化
- 示踪物总浓度随时间变化作图及分析
- 示踪物滞留时间及半交换时间作图及分析
- 示踪物水平分布及时间演变作图及分析
- 案例+实操练习：某海域FVCOM该问题结果可视化分析
八、
FVCOM三维溢油及
物质输运问题
数值模拟及前处理
- 该问题FVCOM数值模拟所需文件介绍
- FVCOM粒子追踪模块编译
- 该问题粒子释放文件制作
- 该问题参数设置
- 案例+实操练习：某海域该问题FVCOM数值模拟
九、
FVCOM三维溢油及
物质输运问题
可视化及结果分析方法
- 该问题FVCOM数值模拟结果可视化
- 粒子时空分布作图及分析
- 粒子输运轨迹作图及分析
- 不同动力因素对结果影响作图及分析
- 欧拉余流作图及分析
- 拉格朗日余留及分析
- 案例+实操练习：某海域FVCOM该问题结果可视化分析
十、
总结回顾及
问题答疑
- FVCOM水动力数值模拟流程回顾
- FVCOM水交换及污染物扩散数值模拟流程回顾
- FVCOM溢油及物质输运数值模拟流程回顾
- 问题答疑
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