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申请/专利权人：长江三峡集团实业发展(北京)有限公司;中国长江三峡集团有限公司

摘要：本公开实施例涉及一种模拟多尺寸微囊藻群体迁移分布的理论解析方法和装置，该方法包括：将所有微囊藻群体按尺寸分成多组微囊藻群体；构建每组微囊藻群体的初始浓度控制方程并简化为目标浓度控制方程；确定每组微囊藻群体的浓度初始条件和边界条件；将目标浓度控制方程、浓度初始条件和浓度边界条件转换为无量纲浓度控制方程、无量纲浓度初始条件和边界条件；基于每组微囊藻群体的目标数量阶浓度矩航和中心浓度矩解析式、浓度分布附加条件、无量纲浓度初始条件和边界条件对每组微囊藻群体的无量纲浓度控制方程进行计算，得到所有微囊藻群体的空间浓度分布解析式。采用上述技术方案，解决了不能精确描述多尺寸微囊藻群体迁移分布过程的技术问题。

主权项：1.一种模拟多尺寸微囊藻群体迁移分布的理论解析方法，其特征在于，包括：将所有微囊藻群体按尺寸分成多组微囊藻群体，并获取每组微囊藻群体占所述所有微囊藻群体的总数量的数量百分比；构建所述每组微囊藻群体的初始浓度控制方程，并基于二维风生流速度型对所述初始浓度控制方程进行简化处理，得到所述每组微囊藻群体的目标浓度控制方程；基于所述每组微囊藻群体的数量百分比和所述总数量确定所述每组微囊藻群体的浓度初始条件，并获取所述每组微囊藻群体的浓度边界条件；基于引入无量纲参数对所述目标浓度控制方程、所述浓度初始条件和所述浓度边界条件进行转换，得到所述每组微囊藻群体的无量纲浓度控制方程、无量纲浓度初始条件和无量纲浓度边界条件；基于所述每组微囊藻群体的目标数量阶浓度矩解析式、目标数量中心浓度矩解析式、预设的浓度分布附加条件、所述无量纲浓度初始条件、所述无量纲浓度边界条件对所述每组微囊藻群体的无量纲浓度控制方程进行处理，得到所述每组微囊藻群体的目标数量阶浓度矩和目标数量中心浓度矩；基于所述每组微囊藻群体的目标数量阶浓度矩和目标数量中心浓度矩进行计算，得到所有微囊藻群体的空间浓度分布解析式；其中，所述构建所述每组微囊藻群体的初始浓度控制方程为： ；其中，为第i组微囊藻群体的浓度，i为正整数；t是时间，是矢量流速，是第i组微囊藻群体的矢量迁移速度，是水流扩散系数，是梯度算子；所述基于二维风生流速度型对所述初始浓度控制方程进行简化处理，得到所述每组微囊藻群体的目标浓度控制方程为： ；其中，是纵向流速，是第i组微囊藻群体自身迁移速度，是第i组微囊藻群体沿x方向的扩散系数，是第i组微囊藻群体沿z方向的扩散系数；其中，设置初始时刻，微囊藻群体斑块集中在x=0和z=0，所述基于所述每组微囊藻群体的数量百分比和所述总数量确定所述每组微囊藻群体的浓度初始条件： ；其中，是第i组微囊藻群体的数量百分比，Q是微囊藻群体的总数量，δ是狄拉克函数；在，z=0，z=H，其中，H是水的深度，所述每组微囊藻群体的浓度边界条件为： ； ，用于表示自由面与底部处微囊藻群体通量为0；其中，引入无量纲参数为： ；其中，代表无量纲的浓度，τ代表无量纲的时间，x和z为笛卡尔坐标系中的x和z，ξ代表无量纲的x，ζ代表无量纲的z，φ代表无量纲的水流速度，代表水体摩阻速度；基于引入无量纲参数对所述目标浓度控制方程、所述浓度初始条件和所述浓度边界条件进行转换，得到所述每组微囊藻群体的无量纲浓度控制方程、无量纲浓度初始条件和无量纲浓度边界条件分别为： ； ； ； ；其中，反映了对流与总垂向扩散的相对强弱，反映了第i组微囊藻群体垂向迁移与总垂向扩散的相对强弱；其中，所述每组微囊藻群体的目标数量阶浓度矩解析式为： ；所述每组微囊藻群体的目标数量中心浓度矩解析式为： ；其中，；其中，预设的浓度分布附加条件为： ；基于所述每组微囊藻群体的目标数量阶浓度矩解析式、预设的浓度分布附加条件、所述无量纲浓度初始条件、所述无量纲浓度边界条件对所述每组微囊藻群体的无量纲浓度控制方程进行处理，得到：当p=0时，第i组微囊藻群体的零阶浓度矩为： ； ； ； ；当p0时，可得第i组微囊藻群体的P阶浓度矩为： ； ； ；其中，所述基于所述每组微囊藻群体的目标数量阶浓度矩和目标数量中心浓度矩进行计算，得到所有微囊藻群体的空间浓度分布解析式包括：基于所述每组微囊藻群体的目标数量阶浓度矩运用Chatwin渐进扩展式，得到所有微囊藻群体的空间浓度分布解析式为： ；其中，，Hen代表Hermite多项式为：；为标准差；其中，根据目标数量中心浓度矩确定多项系数。

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