[發(fā)明專利]一種海洋污染物的擴散預測方法

在審

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• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN109345018A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 沈良朵
• 申請（專利權）人: 浙江海洋大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/26;G06F17/12
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

1.一種海洋污染物的擴散預測方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在不同海域不同地點采集海水密度；將不同類型的海洋污染物放入不同海域不同地點，并在海洋污染物的內部和邊界配置若干測試點，獲得這些測試點的擴散數據；

(2)根據邊界型無網格數值離散方法建立擴散問題相應的方程組；

(3)利用經驗公式計算源點強度因子；

(4)將源點強度因子代入擴散問題相應的方程組，計算擴散問題相應的方程組的組合系數；

(5)根據擴散問題相應的方程組，計算任意時刻任意內點的擴散數據值，并將結果反饋至處理器，根據得出的擴散數據值對該擴散區(qū)域內的污染物進行整治。

2.根據權利要求1所述的一種海洋污染物的擴散預測方法，其特征在于，所述步驟(1)中在不同海域不同地點采集海水密度；將不同類型的海洋污染物放入不同海域不同地點，并在海洋污染物的內部和邊界配置若干測試點，獲得這些測試點的擴散數據的具體步驟如下：

(1.1)將水質濃度采集器放入不同海域，并在不同地點放置多個，采集不同海域不同地點的海水密度；

(1.2)分別在不同海水密度中分別放入不同類型的海洋污染物；

(1.3)在海洋污染物的內部和邊界配置若干測試點；采集上述測試點得出的擴散數據。

3.根據權利要求1所述的一種海洋污染物的擴散預測方法，其特征在于，所述步驟(1.3)中在海洋污染物的內部和邊界配置若干測試點；采集上述測試點得出的擴散數據的具體步驟如下：

初始時刻應在海洋污染物的內部配置N₁個測試點，獲得初始時刻這些測試點的擴散數據值u_i,i＝1,...,N₁；在海洋污染物的表面配置N₂個測試點，隨著擴散的進行，獲得不同時刻這些點的擴散數據值u_i,i＝N₁+1,...,N₁+N₂。

4.根據權利要求1所述的一種海洋污染物的擴散預測方法，其特征在于，所述步驟(2)中根據邊界型無網格數值離散方法建立擴散問題相應的方程組的具體步驟如下：

其中，Ω表示所考察物質的區(qū)域，y為空間坐標，t為y所對應的時刻，k是擴散系數；初始條件和邊界條件分別為：

其中，η表示所考察物質的邊界，t₀是初始時刻，表示初始時刻所測擴散數據，表示t時刻所測邊界擴散數據；

所述擴散問題相應的方程組為：

其中，t_i為各測試點所對應的時刻，a_j為待求的組合系數，u^*為擴散問題所對應的時間依賴性基本解，u_ii為源點強度因子，i,j＝1,...,N₁+N₂表示測試點的編號，N₁、N₂分別為在所考察物質的內部和邊界配置的測試點個數。

5.根據權利要求1所述的一種海洋污染物的擴散預測方法，其特征在于，所述步驟(3)中利用經驗公式計算源點強度因子的具體步驟如下：

式中，n表示空間維數，p為空間步長，q為時間步長；對于一維擴散問題，經驗公式中的系數取值范圍為：a∈(1.714,2.084)，b∈(-0.0009,0.0037)，c∈(9.842,13.97)，d∈(-1.044,-0.9913)，e∈(0.7625,0.7647)；對于二維擴散問題，經驗公式中的系數取值范圍為：a∈(-20.35,-12.131)，b∈(0.6078,0.8197)，c∈(-35.04,-17.44)，d∈(-1.12,-0.481)，e∈(0.8859,1.426)；對于三維擴散問題，經驗公式中的系數取值范圍為：a∈(-206.8,-131.69)，b∈(6.329,12.15)，c∈(-18.16,-12.717)，d∈(-0.5595,-0.1568)，e∈(1.441,1.607)。