tinhyeuniemnho76756
New Member
Download miễn phí Luận án Dao động tự do và dao động mùa của mực nước biển đông
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.3
CHƯƠNG 1- KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰNHIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM NỰC NƯỚC
BIỂN ĐÔNG. CƠSỞPHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.9
1.1. Khái quát về điều kiện tựnhiên và đặc điểmdao động mực nước biển Đông.9
1.1.1. Hình dạng đường bờvà phân bố độsâu của biển Đông.9
1.1.2. Chế độgió trên biển Đông.10
1.1.3. Thủy triều và dao động mực nước biển Đông.10
1.2. Cơsởphương pháp nghiên cứu mực nước.12
1.2.1. Phương pháp phân tích điều hòa mực nước.12
1.2.2. Công thức biến đổi Fourier. Phương pháp phân tích phổtrong hải dương học.13
1.2.3. Phương pháp môhình sốtrịthủy động.16
1.2.3.1. Hệphương trình tuyến tính của chuyển động sóng dài trong nước nông.16
1.2.3.2. Những điều kiện ban đầu và điều kiện biên.18
1.2.3.3. Sơ đồsai phân của hệphương trình.19
CHƯƠNG 2- KHẢO SÁT DAO ĐỘNG TỰDO CỦA BIỂN ĐÔNG.21
2.1. Ý nghĩa của việc nghiên cứu dao động tựdo của biển Đông.21
2.2. Phương pháp tính dao động tựdo của thủy vực.22
2.3. Tính dao động tựdo của biển Đông.23
2.3.1. Mô hình sốdao động tựdo của biển Đông.23
2.3.2. Lưới tính.24
2.3.3. Kết quảtính chu kỳvà những sơ đồcấu trúc không gian của các dao động tựdo25
2.4. Những kết luận rút ra từkhảo sát dao động tựdo.31
CHƯƠNG 3– PHỔMỰC NƯỚC ỞVEN BỜTÂY BIỂN ĐÔNG.49
3.1. Đặt vấn đềnghiên cứu phổmực nước.49
3.2. Lọc những chuỗi quan trắc mực nước đểtínhphổ.50
3.3. Kết quảtính phổvà nhận xét.52
CHƯƠNG 4– TÍNH MỰC NƯỚC TRONG TRƯỜNG GIÓ MÙA.58
4.1. Dao động mùa của mực nước và đặt vấn đềtính toán.58
4.2. Mô hình sốtính mực nước theo trường gió.60
4.3. Các bản đồtrường gió xuất phát.61
4.4. Phân bốmực nước trong gió đông bắc.63
4.5. Phân bốmực nước trong gió tây nam.65
4.6. Nhận xét chung vềkết quảtính mực nước theo môhình.66
KẾT LUẬN.70
TÀI LIỆU THAM KHẢO.71
PHỤLỤC.74
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
nhà cơ học cổ điển nghiên cứu dựa trên phép xấp xỉ kênh, khi đó người ta xem xétchuyển động chỉ diễn ra trong một hướng dọc kênh. Giải bằng giải tích bài toán về các chuyển
động của sóng dài trong kênh (xem [58]) cho phép người ta đi đến kết luận rằng trong kênh sẽ
tồn tại những sóng tiến chạy ngược chiều nhau với vận tốc , trong đó 2/1)(ghC = −C tốc độ
truyền sóng; −g gia tốc trọng lực; −h độ sâu kênh. Khi xảy ra sự phản xạ sóng ở đầu kênh,
thì các sóng này tạo thành dao động sóng đứng hay một tập hợp sóng đứng với điều kiện ở
đầu kín của kênh sẽ tồn tại bụng sóng, còn ở đầu hở của kênh sẽ tồn tại nút sóng, và trong
kênh phải xếp đặt vừa đủ một số nguyên lần một phần tư độ dài bước sóng. Từ đó nhận được
công thức Merian quen thuộc cho kênh hình chữ nhật kín với chiều dài L :
2/1))(1(
2
ghn
LTn += (2.1)
hay cho kênh chữ nhật hở một đầu:
2/1))(12(
4
ghn
LTn +=′ (2.2)
hay những biến dạng của các công thức này áp dụng cho trường hợp độ sâu biến đổi theo
trục x dọc kênh (công thức Đuyboa):
∫+=
L
n xgh
dx
n
T
0
2/1)]([1
2 (2.3)
22
∫+=′
L
n xgh
dx
n
T
0
2/1)]([12
4 (2.4)
ở đây là số điểm nút của dao động đứng có mặt trong kênh. Trong biển thực đối với
những dao động thủy triều thông thường chỉ có một dao động với chu kỳ lớn nhất ứng với trị
, người ta gọi là mốt (mode) thấp nhất, là có khả năng cộng hưởng.
)1( +n
0=n
Khi đó, trong kênh kín sẽ chứa trọn một nửa độ dài bước sóng, điểm nút nằm ở giữa kênh,
còn trong kênh hở một đầu – một phần tư độ dài bước sóng với điểm nút nằm ở đầu hở của
kênh.
Nguyễn Ngọc Thụy trong [15] đã từng sử dụng công thức (2.2) để ước lượng kích thước
cộng hưởng của biển, thí dụ với vịnh Bắc Bộ, tác giả nhận được trị số độ dài cộng hưởng của
nó với sóng bằng 567 km, sóng - bằng 613 km và nhận định rằng kích thước của vịnh
Bắc Bộ (theo Phan Phùng [12] bằng 470 km) gần trùng với kích thước cộng hưởng.
1O 1K
Đối với những biển thực, việc phân định thủy vực biển phức tạp thành những vùng với
hình dạng đơn giản để áp dụng các công thức của Merian và Đuyboa, sau đó lại ghép nối để
nhận được một tập hợp những chu kỳ dao động tự do của cả biển sẽ phức tạp và chắc chắn
chứa đựng sai số đáng kể. Với thủy vực biển Đông, đương nhiên những công thức này không
thể giúp chúng ta khảo sát chi tiết được. Song chúng tui cho rằng giá trị của các công thức giải
tích trên là ở chỗ nó được dùng làm tiêu chuẩn để kiểm tra những mô hình phức tạp khác,
điều mà chúng tui cũng đã làm trước khi thử nghiệm những tính toán chi tiết cho biển Đông.
Đối với những biển thực, người ta nghiên cứu chế độ cộng hưởng theo phương pháp
thực nghiệm dựa trê những quan trắc mực nước. Đánh giá triều riêng bằng cách so sánh quan
trắc nhiều năm của mực nước ở các quần đảo Axo và Becmuđa với triều tĩnh đã cho phép [67]
chỉ ra những chu kỳ cộng hưởng của Bắc Đại Tây Dương bằng 9,3 và 14,8 giờ. Garette [62]
đã thử tính các chu kỳ dao động riêng của hệ thống vịnh Phơnđi-Men tren cơ sở phân tích sự
khuếch đại của từng sóng thủy triều ở những khu vực bờ khác nhau và nhận được chu kỳ cộng
hưởng bằng giờ. 4,03,13 ±
Gần đây đã hình thành một phương pháp khác [66, 29, 31, 52] để tính tới độ sâu và hình
dạng tự nhiên của biển thực, đó là phương pháp tích phân bằng số những phương trình chuyển
động không ma sát trong khuôn khổ bài toán biên không dừng khi kích động những dao động
riêng bằng một nhiễu động ban đầu bất kỳ. Phân tích phổ các chuỗi mực nước tính được từ
mô hình sẽ cho phép tìm ra những tần số riêng (những chu kỳ riêng), còn phân tích điều hòa –
sẽ tính được những hàm riêng (những mốt (mode)) dao động riêng.
2.3. Tính dao động tự do của biển Đông
2.3.1. Mô hình số dao động tự do của biển Đông
Chúng tui đã áp dụng phương pháp tích phân bằng số vào nghiên cứu dao động tự do
của biển Đông bằng cách giải hệ phương trình (1.24)-(1.26) bỏ qua các lực tạo triều, građien
23
áp suất khí quyển, ma sát gió ở mặt biển và ma sát đáy với các điều kiện ban đầu (1.29) và
(1.31). Hệ phương trình được viết lại như sau:
0=∂
∂+−∂
∂
x
gV
t
U ζλ (2.5)
0=∂
∂++∂
∂
y
gU
t
V ζλ (2.6)
0)]([)]([ =∂
+∂+∂
+∂+∂
∂
y
hV
x
hU
t
ζζζ (2.7)
0sincos =+ αα vu tại (2.8) 1G
0=ζ tại (2.9) 2G
Nhiễu động ban đầu được cho dưới dạng trường vân tốc bằng không:
0== vu khi 0=t (2.10)
và ở giữa biển có một mô nước:
022,0
22],6/3[(sin]6/)3[(sin
khivà
và22
=>−>−
≤−≤−+−+−=
tjJiI
jJiIjJiIA ππζ (2.11)
trong đó m; điểm nằm ở giữa biển; i và là số hiệu nút lưới tính. 5,1=A ),( JI j
Các phương trình sai phân của hệ (2.5)-(2.11) chính là những phương trình (1.34)-(1.36)
với 0==== rPTT yx .
2.3.2. Lưới tính
Để giải bằng số bài toán (2.5)-(2.11) toàn bộ biển Đông được xấp xỉ bằng một lưới ô
vuông phẳng với bước lưới dọc theo các trục toạn độ bằng nửa độ kinh và vĩ, tức
km. Phần biên cứng là toàn bộ đường bờ của các nước kế cận và những eo
biển hẹp xen lẫn bởi các chuỗi đảo. Chỉ riêng ở phía đông bắc, eo Đài Loan và eo Luxông với
độ sâu ở giữa tuần tự đạt tới 100 m và 3000 m được coi là biên lỏng.
569,55=∆=∆ yx
Độ dài bước tính thời gian lấy theo điều kiện ổn định của Curant-Fridrich-Levis
2/122 )]([ yxgh
yxt ∆+∆
∆∆≤∆
bằng 150 giây.
Các chuỗi mực nước dùng để phân tích phổ các dao động tự do dài 1000 giờ được máy
tính giữ lại cho 16 điểm phân bố đều đặn thay mặt cho các dải bờ khác nhau và phần khơi biển
(hình 1.1). Thủ tục phân tích điều hòa để khôi phục lại hình dạng không gian của các dao
động (tức tính phân bố biên độ và pha của nó) được thực hiện cho một nửa số điểm tính ζ
trên lưới tính.
24
2.3.3. Kết quả tính chu kỳ và những sơ đồ cấu trúc không gian của các dao động tự
do
Kết quả tính các dao động tự do được trình bày dưới dạng một bảng liệt kê những đỉnh
phổ của mười sáu điểm tính phổ (bảng 2.1). Trong bảng này, những chữ số có dấu sao bên
trên chỉ độ lớn (phương sai) của đỉnh phổ cao nhất có mặt trong phổ. Những chữ số không có
dấu sao – các giá trị đã quy chuẩn theo tung độ của các đỉnh phổ cao nhất này (biểu thị bằng
phần trăm của đỉnh phổ cao nhất). Dòng cuối cùng của bảng có ghi những trị số bình phương
trung bình ( thay mặt cho phương sai tổng cộng) của mỗi chuỗi mực nước mà từ đó phổ được
tính.
Bảng 2.1. Những đỉnh phổ tại các điểm được phân tích
Điểm Chu kỳ
(giờ)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
55,6 62* 10 2 11 2 4
25,0 2 2 3 2 2 2 2 2
24,8 38
23,8 6 6
19,2 95 146* 64* 83* 28 121* 208* 223* 153* 97 207* 219* 212* 96* 224* 212*
17,2 35 8 10 7 6 9 7 5 7 7 6 7
14,7 146* 75
13,2 13 8 2 14
11,6 62 15 49 24
10,6 23 10 80 21 8 76* 2
9,7 3 3 11 2 14 2
9,4 2
9,1 2
8,6 4
8,2 2 68 3 2
7,9 10
7,6 18 4
7,1 6 6
6,9 4 3
6,1 4 5 21 2
∆ (mm) 121 172 89 48 50 89 41 41 99 80 39 51 29 21 38 22
Trên các hình (2.1)-(2.16) biểu di...