[發明專利]一種海流感生磁場計算方法及系統

有效

• 申請號: 202110429435.8
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113094915B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 張建利;姜兆霞;李三忠;賈東寧
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

1.一種海流感生磁場計算方法，其特征在于，包括：

將海洋劃分為多個海流層；

獲取各所述海流層的海水物理屬性和地磁場參數；所述海水物理屬性包括海流寬度；

根據所述海水物理屬性計算各所述海流層的電導率，并根據所述海水物理屬性、所述地磁場參數和所述電導率計算各所述海流層的海流感應磁場；

根據所有海流層的海水物理屬性和所有海流層的電導率構建分層海流物理模型，并根據所述分層海流物理模型和各所述海流層的海流感應磁場計算各所述海流層的海流感生綜合磁場；所述海流物理模型包括所述海流寬度、海流厚度和海流體元長度；

所述獲取各所述海流層的海水物理屬性和地磁場參數之后，還包括：

制備輸入數據文件；所述輸入數據文件包括N行數據；所述輸入數據文件的格式為二進制數據；每一行數據對應存儲一個所述海流層的海水物理屬性、地磁場參數、在垂向上的深度、在垂向上的排序和海流感生綜合磁場計算標識；采用所述輸入數據文件是用于抹去橫向不規則和垂向不一致的海流分布的差異性；

獲取所述海流層的總數N；

將所述輸入數據文件輸入并行計算進程中；所述并行計算進程用于計算各所述海流層的海流感應磁場和所述海流感生綜合磁場；

所述根據所述海水物理屬性計算各所述海流層的電導率，并根據所述海水物理屬性、所述地磁場參數和所述電導率計算各所述海流層的海流感應磁場，包括：

根據所述輸入數據文件的大小計算總任務計算量；

利用MPI接口將所述輸入數據文件傳遞給通訊域的進程；每個所述進程根據所述總任務計算量、通訊域進程數和當前進程階次確定待計算的所述海流層；每個所述進程并行讀取所述輸入數據文件中分派待計算的所述海流層物理參數和所述地磁場參數；

并行計算分派的所述海流層的海流感生磁場；

將分派計算完的單層海流感生磁場并行寫入輸出數據文件；

所述并根據所述分層海流物理模型和各所述海流層的海流感應磁場計算各所述海流層的海流感生綜合磁場，包括：

利用MPI接口將所述輸入數據文件傳遞給通訊域的進程；每個所述進程根據通訊域進程數和當前進程階次領取待計算的所述海流層；每個所述進程根據所述海流感生磁場計算標識判斷是否計算當前海流層的海流感生綜合磁場，若是，則多個所述進程并行計算，各所述進程均根據所述分層海流物理模型、所述海水物理屬性和所述海流感應磁場計算當前海流層的海流感生綜合磁場；

將分派計算完的海流感生綜合磁場并行寫入輸出數據文件；所述輸出數據文件的每行參數量與所述輸入數據文件的每行參數量相同，且相同位置的參數的格式相同。

2.根據權利要求1所述的海流感生磁場計算方法，其特征在于，所述海流感生磁場的計算方法為：

根據所述海水物理屬性、所述地磁場參數和所述電導率計算海水流動的海流感應電流密度；

根據畢奧-薩伐爾定律和所述海流感應電流密度計算海流元磁感應強度；

根據所述海流元磁感應強度計算各所述海流層的所述海流感應磁場。

3.根據權利要求1所述的海流感生磁場計算方法，其特征在于，所述分層海流物理模型為多層結構的數據集；一層結構對應一層所述海流層，每層結構的數據集均包括對應的所述海流層的海水的水平流速、鹽度、溫度、厚度、電導率以及所在位置的地磁場各分量強度。