Un modelo oceánico de ecuaciones primitivas en tres dimensiones, de volumen finito y malla no estructurada: Aplicación a océanos costeros y estuarios

Se ha desarrollado un modelo oceánico de ecuaciones primitivas en tres dimensiones (3D), de volumen finito y malla no estructurada para el estudio de la circulación en océanos costeros y estuarios. El modelo consiste en ecuaciones de momento, continuidad, temperatura, salinidad y densidad, y se cierra física y matemáticamente utilizando el submodelo de cierre turbulento de Mellor y Yamada de nivel 2.5. La pendiente irregular del fondo se representa mediante una transformación en coordenadas σ, y las mallas horizontales comprenden celdas triangulares no estructuradas. El método de volumen finito (FVM) utilizado en este modelo combina las ventajas de un método de elementos finitos (FEM) para flexibilidad geométrica y un método de diferencias finitas (FDM) para una computación discreta simple. Las corrientes, temperatura y salinidad en el modelo se calculan en la forma integral de las ecuaciones, lo que proporciona una mejor representación de las leyes conservativas para la masa, el momento y el calor en la región costera con geometría compleja. El modelo se aplicó al Mar de Bohai, un océano costero semi-cerrado, y al río Satilla, un estuario de Georgia caracterizado por numerosos arroyos y ensenadas de marea. En comparación con los resultados obtenidos del modelo de diferencias finitas (ECOM-si), el nuevo modelo produce una mejor simulación de las elevaciones de marea y las corrientes residuales, especialmente alrededor de islas y arroyos de marea. Dados la misma distribución inicial de temperatura en el Mar de Bohai, los modelos FVCOM y ECOM-si muestran distribuciones similares de temperatura y flujo rectificado de marea estratificado en la región interior alejada de la costa y las islas, pero FVCOM parece proporcionar una mejor simulación de la temperatura y las corrientes alrededor de las islas, barreras y ensenadas con topografía compleja.