基于cip系列模式的物质输运模型的构建

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1、毕业论文（设计）基于CIP系列模式的物质输运模型的构建学生姓名：唐永指导教师：张瑞瑾副教授合作指导教师：专业名称：环境科学2011所在学院：海洋科技与环境学院2015年6月大连海洋大学本科毕业论文目录目录摘要IAbstractII第一章前言1第二章CIP数值方法与上风差分格式法22.1CIP数值方法22.1.1一维CIP数值方法22.1.2二维CIP数值方法32.2上风差分格式法42.2.1一维一阶上风差分格式法42.2.2二维一阶上风差分格式法5第三章数值模型的构建及两种方法的对比73.1一维数

2、值模型的构建73.1.1纯移流条件下描述三角形浓度输运模型的构建及两种方法的对比73.1.2纯移流条件下描述矩形浓度输运模型的构建及两种方法的对比93.2二维数值模型的构建113.2.1纯移流条件下描述圆锥体浓度输运模型的构建及两种方法的对比113.2.2旋转条件下描述圆锥体和圆柱体浓度输运模型的构建及两种方法的对比14第四章结论与展望184.1结论184.2展望18致谢19参考文献20大连海洋大学本科毕业论文第一章前言摘要随着现代工业的发达和人类人口的增长，各种污染物都被排放到大气、河流和海洋中

3、，导致了环境的破坏。因此，很有必要研究污染物的在环境中的运动状态。描述污染物的输运扩散运动中，包括两种形式的运动：对流和扩散。对于一些简单的对流扩散问题，可以通过寻找理论解来解决。但是对于一些比较复杂的问题，需要通过数值方法来解决。本文利用C语言编写程序建立了基于CIP系列模式和上风差分格式的物质输移扩散模型，并将通过两种方法得出的数值结果进行了对比，从而验证出：通过CIP数值方法构建的数值模型具有较高的准确性和守恒性。关键字：对流扩散，CIP数值方法，上风差分格式，数值模型II大连海洋大学本科毕

4、业论文第一章前言AbstractWiththedevelopmentofthemodernindustry,allkindsofpollutantsweredischargedintotheatmosphere,riverandocean,leadingtothedeteriorationoftheenvironment.Tostudythetransportationofthepollutantsisofgreatimportance.Inthephysicalprocess:advection

5、anddiffusionofthepollutants.Theadvection-diffusionproblems,theanalyticalsolutionsareavailable.Howeverformorecomplicatedproblems,numericalmethodsareneededtosolvethem.ClanguageprogrammingbasedonCIPseriesmodeandupwinddifferenceformatmaterialtransportdiff

6、usionmodelwasestablished.Numericalresultsbythesetwomethodswerecompared,whichshowsthehighaccuracyandconservationofCIPmethod.Keywords:convectiondiffusion,CIPnumericalmethods,upwinddifferencescheme,numericalmodelII大连海洋大学本科毕业论文前言第一章前言随着现代工业的发达和人类人口的增长，各种污

7、染物都被排放到大气、河流和海洋中，导致了环境的破坏。《2014年中国海洋环境质量公报》表明：2014年我国海洋生态环境状况基本稳定。近岸局部海域海水环境污染依然严重，春季、夏季和秋季劣于第四类海水水质标准的海域面积分别为52280、41140和57360平方公里。河流排海污染物总量居高不下，陆源入海排污口达标率仅为52%。监测的河口和海湾生态系统仍处于亚健康或不健康状态。赤潮和绿潮灾害影响面积较上年有所增大。局部砂质海岸和粉砂淤泥质海岸侵蚀程度加大，渤海滨海地区海水入侵和土壤盐渍化依然严重。201

8、1年8月在珠海万山群岛海域出现大规模的双胞旋沟藻赤潮，造成鱼类死亡47.863万尾，渔业养殖收入损失约316万元，其蔓延面积将近100平方公里。因此，若要治理环境中的污染物，就很有必要研究污染物在环境中的运动状态。污染物的运动包括物理、化学的、生物等方面，其中物理运动是最重要的。在物理运动中，包括两种形式的运动：对流和扩散。对于一些简单的对流扩散问题，可以通过寻找理论解来解决。但是对于一些比较复杂的问题，需要通过数值方法来解决。求解对流扩散方程的难点在于对流项的处理，当对流项非常小