海洋数值模拟技术与应用

第1章 绪论
1.1 海洋数值模拟的任务、原理与方法
1.1.1 海洋数值模拟的任务
1.1.2 海洋数值模拟的原理与方法
1.2 海洋数值模拟的发展
1.3 常用海洋数值模式介绍
1.3.1 POM简介
1.3.2 FVCOM简介
1.3.3 HAMSOM简介
1.3.4 HYCOM简介
课后习题
第2章 海洋过程的控制方程组
2.1 导数、常用项及其物理意义
2.1.1 流动模型
2.1.2 物质导数
2.1.3 速度散度及其物理意义
2.2 动量方程
2.2.1 相对于旋转坐标系的运动
2.2.2 固定体积元的动量平衡
2.2.3 黏性效应
2.2.4 扰动压力和扰动密度
2.3 能量方程(热力学方程)
2.4 连续性方程
2.5 海水状态方程
2.6 边界条件
2.6.1 非黏性无扩散的流体
2.6.2 扩散的流体
2.6.3 黏性流体
2.6.4 不考虑边界层细微结构的黏滞效应和扩散效应的表示方法
课后习题
第3章 偏微分方程及其差分格式
3.1 偏微分方程基本概念
3.1.1 几个典型方程
3.1.2 定解问题
3.1.3 定解问题的稳定性与适定性
3.2 偏微分方程的有限差分方法
3.2.1 连续变量的离散表示
3.2.2 导数的数值逼近
3.2.3 构造有限差分方程方法举例
3.2.4 有限差分格式的相容性、收敛性、稳定性、输运性和迎风格式
3.2.5 典型的有限差分格式
3.3 偏微分方程有限差分方法
3.3.1 椭圆型方程差分方法
3.3.2 抛物型方程差分方法
3.3.3 双曲型方程差分方法
课后习题
第4章 网格的生成
4.1 引言
4.2 矩形网格的生成方法
4.2.1 直接方法
4.2.2 间接方法
4.3 正交网格的生成方法
4.4 一种生成三角网格的方法
4.5 网格生成个例及代码(利用SMS生成FVCOM模式网格)
4.5.1 地形岸线的SMS展示
4.5.2 网格生成和地形插值
课后习题
第5章 数值模拟上机基础
5.1 Linux特征及常用命令
5.1.1 Linux界面
5.1.2 Linux指令
5.1.3 Linux档案
5.1.4 Linux目录及管理
5.1.5 档案的压缩与解压
5.1.6 Linux vim编辑器
5.1.7 BASH
5.1.8 Shell变量
5.1.9 Shell Script
5.1.10 语句结构
5.2 Fortran编程基础
5.2.1 Fortran简介
5.2.2 Fortran基础知识
5.2.3 Fortran程序设计
5.2.4 Fortran I／O概念
5.2.5 Fortran数组
5.2.6 Fortran过程
5.2.7 Fortran模块
5.3 NetCDF安装及使用
5.3.1 NetCDF介绍
5.3.2 NetCDF下载与文件结构
5.3.3 CDL结构
5.3.4 NetCDF文件读写
5.3.5 NetCDF小结
课后习题
第6章 模拟结果后处理
6.1 MATLAB及M_Map应用实例
6.1.1 MATLAB简介
6.1.2 M_Map工具包
6.1.3 M_Map常用命令及功能
6.1.4 M_Map应用实例
6.2 Surfer应用实例
6.2.1 绘制等高线
6.2.2 在等高线图上加背景地图
6.2.3 bln文件及blank作图
6.3 应用统计性质
6.4 post map和classed post map
6.5 向量图
6.6 GrADS应用实例
6.6.1 GrADS绘图软件简介
6.6.2 Internet上的GrADS资源
6.6.3 基本概念
6.6.4 基本操作
6.6.5 GrADS环境内的基本命令
课后习题
第7章 潮流场模拟
7.1 边界条件
7.2 初始条件及其他条件
7.3 模式参数设置
7.3.1 模式风场设置
7.3.2 模式海岸线变化设置
7.3.3 模式验证
7.4 工程实例
7.4.1 湾区、港区流场
7.4.2 示踪流场分布
课后习题
第8章 温、盐场数值模拟
8.1 实验设计和参数选择
8.2 风场变化对海州湾热、盐输运的影响
8.3 潮汐边界对海州湾热、盐输运的影响
8.4 岸线变化对海州湾热、盐输运的影响
参考文献