近日,永利6774app手机版官网2020級研究生李恬恬在核心期刊《沉積學報》上發表了題為《淺水三角洲沉積物理模拟與數值模拟的對比研究》的論文(共20頁)。研究生李恬恬為論文第一作者,其導師胡光明教授為通信作者。論文重點讨論了淺水三角洲發育的控制因素、沉積演化規律、形态展布特征等,比較物理模拟和數值模拟結果的相似性。

圖1 論文首頁
沉積物理模拟是指在實驗室環境下,通過控制物理邊界條件,直觀地再現沉積體的發育和演化過程。然而,沉積物理模拟實驗受到時間和空間的制約,且大型沉積物理模拟實驗的經濟、人力和時間成本也是相當驚人的。沉積數值模拟指的是用數學方法描述和歸納在形成某種沉積體系過程中各因素的相互作用關系,由此建立其确定的數學模型,然後求解此模型。沉積數值模拟常用到基于水動力方程和基于擴散理論的模型,需要建立一套完整的控制方程、閉合條件和計算方法,對操作者的數學能力有一定的要求。沉積數值模拟需要高性能電腦和軟件,不需要專門的實驗室,能節省大量的人力、物力和經濟成本,且模拟的時間和空間跨度大。對地下沉積體進行數值模拟所需的水文參數,可以通過類比沉積物理模拟或現代沉積來獲取。
研究選取泥沙比、岸線遷移速度(湖平面下降速度)、入口流量三個影響因素,開展了淺水三角洲沉積方形水槽實驗,提出了淺水三角洲兩種發育機制,其一是分流河道分流與扇面片流交替所緻的朵體與前緣交替生長,其二是河口不斷改道所緻的朵體交替生長。并構建了基于Delft 3D的淺水三角洲模拟模型,提出淺水三角洲的成長過程始終伴随着決口導緻舊分流河道的廢棄、新分流河道和河口砂壩(朵體)的快速形成,表明了決口過程的重要作用。研究以淺水三角洲為對象,分别對其進行物理模拟和數值模拟,比較物理模拟和數值模拟結果的相似性,探索沉積物理模拟和數值模拟一體化中存在的問題,對沉積學研究方法和油氣勘探技術的發展具有重要意義。

圖2 物理模拟與數值模拟結果對比