海洋数值模拟课程教学大纲

海洋数值模拟课程教学大纲

课程代码

课程中文名称：海洋数值模拟

课程英文名称：Marine numerical simulation

学分：3.0 周学时：2.5-1.0

面向对象：

预修要求：高等数学、物理海洋学基础

一、课程介绍

(一)中文简介

本课程以讲授海洋数值模拟基础知识和海洋数值模拟前后处理方法为主，辅以海洋数值模型

简单实例。主要内容包括：Matlab 语言和Fortran 语言入门；海洋流场的流体动力学特征；

海洋流体动力学基础模型、控制方程组及定解条件；动力学方程的常用数值离散方法、差分

格式；海洋数值模型开边界、侧边界条件设置及获取方法；模型网格种类及构建方法；常用

海洋数值模型简介及对比；物质输运模型的构建原理；数据同化方法简介；海洋数值模型算

例示范，模型示范包括模型选择、研究区域选择、网格构建、开边界条件获取、模型控制参

数调整及模拟结果分析等模块。通过本课程的学习，学生可具备海洋数值模拟基础，并初步

应用数值模拟软件，有助于他们以后采用数值模型开展科学研究以及工程应用工作。

(二)英文简介

This course will focus on the Fortran and Matlab languages for pre- and post-

processing in the numerical modeling, and fundamentals of oceanic numerical

simulation, including the geophysical characteristics of ocean water, governing

equations of ocean dynamics, differential schemes, the settings of lateral and open

boundary conditions, and model grids. The transport model and data assimilation

methodology will also be briefly introduced. With the basis above, some preliminary

examples will be carried out, by using Delft3D or DHI Mike, to describe the details

how the model works, including the generation of input files, selection of study

area, parameter optimization, model calibration, analysis of modeling results, etc.

By taking this course, the students can have the basic knowledge of oceanic numerical

modeling, which can be used in their future research works.

二、教学目标

(一)学习目标

数值模拟已经成为海洋科学基础研究以及工程应用方面不可缺少的工具，通过开设此课程，

可使学生初步掌握数值模拟相关计算机语言，了解海洋流场的流体动力学特征、海洋流体动

力学模型控制方程组、动力学方程的常用数值离散方法、海洋数值模型开边界设置及获取方

法、模型网格种类及构建方法；能够评价并对比常用海洋数值模型；在未来的工作或者研究

生学习过程中，能够对数值模拟的各模块，包括模型选择、研究区域选择、网格构建、开边

界条件获取、模型率定、模型控制参数调整及模拟结果分析等，有大体的了解和认识。

(二)可测量结果

1) 能够了解海洋数值模拟的基本原理。

2)熟悉海洋数值模拟的基本流程和注意事项。

3)能用数值模拟软件进行简单的算例计算。

4)形成数值模拟文献的阅读能力。

5)团队合作能力。

注：以上结果可以通过课程测验、课堂讨论、课程作业等环节测量。

三、课程要求

(一)授课方式与要求

授课方式：a.教师讲授(讲授核心内容、总结、按顺序提示今后内容、答疑、公布讨论主题

等)；b.课后阅读和团队合作(按照讨论题内容进行和课堂推荐参考文献，分小组进行阅读

和讨论发言起草工作)；c. 课堂汇报(汇报文献阅读收获以及作业)；d.期末考试

课程要求：熟悉基本知识、培养思维和表达能力及合作精神，形成