A numerical model of the vertical circulation of tidal strait and its application to the Messina Strait

Summary

A laterally averaged two-dimensional numerical model has been developed to represent the vertical structure of current and salinity along a strait of varying width and depth. The governing equations, which express the continuity, the salt balance and the momentum equations, are solved by a finite-difference method. The finite-difference grid covers the vertical profile of the strait. Thus the surface elevation and the profiles of current and salinity are determined throughout the tidal period. The model has been applied to the Messina Strait and the resulting distributions have been compared with field data. Reasonable agreement has been obtained, the model is capable of reproducing the general features of strait circulation.

Riassunto

Un modello numerico bidimensionale e mediato lateralmente è stato sviluppato per rappresentare la struttura verticale della corrente e della salinità lungo uno stretto di ampiezza e profondità variabili. Le equazioni fondamentali, che esprimono la continuità l'equilibrio salino e il momento sono risolte con il metodo delle differenze finite. Il grigliato ricopre il profilo verticale dello stretto. In questo modo l'elevazione superficiale e i profili di corrente e salinità sono determinati per l'intero periodo di marea. Il modello è stato applicato allo stretto di Messina e le distribuzioni risultanti paragonate con i dati sperimentali. Un ragionevole accordo è stato ottenuto; il modello è in grado di riprodurre le caratteristiche generali della circolazione di uno stretto.

Резуме

Развивается численная двумерная модель для описания вертикальной структуры потока и солености в проливе различной ширины и глубины. Основные уравнения, которые представляют уравнения непрерывности, солевого баланса и иравнения импульса, решаются с помошью метода конечных разностей. Сетка конечных разностей покрывает вертикальный профиль пролива. Этот подход позволяет определить поднятие поверхности, профили потока и соленость в период прилива. Предложенная модель применяется к Мессинскому проливу и полученные распределения сравниваются с полевыми данными. Получается разумное согласие, предложенная модель хорошо воспроизводит основные особенности циркуляции в проливе.