[發明專利]一種海洋模型數值模擬的潮流能資源評估方法

無效

• 申請號: 201310344532.2
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103390248A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 牟林;宋軍;高佳;李程;劉首華;李琰;李歡
• 申請（專利權）人: 牟林;宋軍;高佳;李程;劉首華;李琰;李歡
• 主分類號: G06Q50/00
• 分類號: G06Q50/00
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 朱瑜

技術領域

本發明涉及海洋能開發技術，具體涉及潮流能資源的評估方法。

背景技術

海洋能具有可再生性和不污染環境等特點，是具有戰略意義的亟待開發利用的“取之不竭”的新能源。我國海域遼闊，海洋能資源蘊藏量豐富，開發利用海洋能是解決我國沿海和海島地區能源短缺的一個重要途徑，對于促進我國經濟的可持續發展具有重要意義。

潮流能是一種重要的海洋能能資源，分布范圍廣，極具開發利用價值。海洋潮流能的蘊藏量及其分布是潮流能開發項目設立、設備建設、技術研發的重要前提，科學、準確的評估海洋潮流能資源的蘊藏量對于潮流能的開發利用至關重要。目前，還沒有完善準確的潮流能資源的評估方法，不適應海洋潮流能開發利用技術發展的需要。

發明內容

針對目前海洋潮流能開發利用技術發展的需要，本發明推出一種潮流能資源評估的新方法，其目的在于利用非結構化網格的海洋數值模型，模擬潮流流速分布，計算潮流能流密度，進行潮流能資源評估。

本發明涉及的海洋模型數值模擬的潮流能資源評估方法的步驟包括：

第1步、選取潮流能估算的目標海域，選擇對應范圍的海圖資料；

第2步、完成不同分辨率所選海圖的拼接工作；從收集到的基礎地理信息庫提取目標海域相關地形和岸界信息進行補充，采用插值方法完成目標海域高精度地形數據產品的制作；

第3步、將現場調查測得的水深地形數據資料與衛星數據結合，得到目標海域水深地形數據；

第4步、對目標海域的計算區域進行非結構化網格配置，構造海洋模型；

第5步、依附第4步得到的非結構化網格，配置海洋模型運行需要的初始溫鹽場；依靠調和常數來進行開邊界條件設置，所采用的調和常數全部來自于伴隨同化的潮汐模型模擬結果，分別為M₂、S₂、N₂、K₁、K₂、O₁、P₁、Q₁8個分潮；

第6步、利用所構造的海洋模型進行數值模擬，計算獲得潮流流速，并對流速結果進行驗證；

第7步、依附第6步海洋模型計算的流速結果，根據潮流能計算公式，進行海水潮流能能流密度計算；

第8步、依據第7步獲得的潮流能能流密度分布情況，選取目標海域中能流密度較大的斷面，計算潮流能蘊藏量較大斷面的潮流能蘊藏量、可開發潮流能功率，并進行潮流能資源類別劃分；

第9步通過可視化技術將潮流能蘊藏量、可開發潮流能功率以及潮流能資源類別的結果直觀展示出來。

上述第1步中的海圖是指航海必需的精確測繪海洋水域和沿岸地物的專門地圖，按一定的比例尺和投影方法繪制而成；所述海圖資料主要內容包括：岸形、島嶼、礁石、水深、航標以及無線電導航臺分布等。

上述第2步中的插值方法是指在離散數據的基礎上補插連續函數，使得連續曲線通過全部給定的離散數據點。利用插值方法可通過函數在有限個點處的取值狀況，估算出函數在其他點處的近似值。

上述第4步非結構化網格是指網格區域內的內部點不具有相同的毗鄰單元，即與網格剖分區域內的不同內點相連的網格數目不同。

上述第5步中提到的調和常數是指分潮的振幅與遲角。

上述第6步中進行數值模擬的海洋模型包括可以進行溫度、鹽度、流場或海洋生態預報的基于非結構化網格的海洋模型。

為了確保海洋模型運算結果的可靠性，對上述第6步中海洋模型運算結果進行驗證，分別對水位、流速、流向的模擬結果與實測數據進行比較，如誤誤差超過10%，則使用數據同化方法或通過海洋模型中的參數優化方法，改進并運行該海洋模型，直至誤差符合要求而轉入下一步驟。

上述第7步中所述的能流密度，又稱功率密度，是單位時間通過單位迎流面積的潮流能量，平均功率密度P計算公式為：

P=12ρ1T∫0TV3dt]]>