2.3 三角網格的設計
同有限元方法類似,FVCOM模式的計算區域需要劃分成一些互不重合的三角形單元。每個三角形網格都由三個節點、三條邊和一個中心組成。N和M分別表示計算區域內三角形的中心和節點的總個數,因此可將三角形中心和節點的坐標分別表示為:
因為三角形網格是互不重合的,所以N 也代表是三角形的總數目。在每個三角形中,Ni(j)表示三角形的三個節點。,NBEi(j)來標號具有共同邊的三角形;在開邊界和海岸固邊界處,NBEi(j)取值為0。在網格節點上,包含此節點的三角形個數記作NT(j),每個三角形用NBi(m)來標號,其中m的取值為順時針從1頤NT(j)。
FVCOM 模式中標量和矢量是在三角形的不同位置進行計算的,其中灼,H,D,S,w,q2,q2l,Km,Kh,Am和Ah的等是在三角形節點上計算,u,v 等矢量需要在三角形中心點上計算,垂向上,除了棕之外其他變量都在層的中間。
3.模式設置與驗證
3.1 計算區域與模式設置
本研究的計算區域包含了整個興化灣以及南日島附近海域,具體為西起119毅06'E、東到119毅42'E、南起25毅01'N、北到25毅32'N,包括了興化灣、南日島以及小日島、南日群島等島嶼。本研究的重點海域為南日島海上風電場區域,因此本研究在形成計算網格時對該區域進行了加密,其中重點研究區域模式分辨率為150 米,可以分辨該海域的所有島嶼及其附近復雜的地形;模式開邊界處分辨率設為1000 米,其他區域分辨率為500 米。最后采用的計算網格如圖5 所示,重點區域加密計算網格如圖6 所示。本計算網格一共包含了三角形網格節點18460 個,三角形單元35806 個,垂向設為7 個滓層。內外模時間步長分別為2s 和1s。