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潮汐应变对长江口北槽枯季湍流混合与层化的影响

利用TELEMAC-3D开展了长江口北槽2010年枯季条件下湍流混合与层化的有限元数学模拟研究。该模型在外海开边界设置了8个主要分潮,并在自由表面考虑了定常风的影响,利用北槽水域3个潮位站(横沙、北槽中、牛皮礁)和2个水文观测站(北槽中段CSW、北槽下段CS8)2010年枯季的潮位、流速及盐度观测资料对模型进行验证并获得了良好的精度,从而得到北槽水域纵向、平面流场和盐度场。模拟得到的流速、盐度被用来计算势能差异(φ)、势能差异变化率(φ/t)、Simpson数(Si)和梯度Richardson数(Ri)。结果显示:1)北槽水域大潮平均和小潮平均的势能差异的变化范围分别约为0~30 J/m3和0~90 J/m3,且较大的势能差异基本位于主航槽,这些表明北槽水体小潮的层化大约是大潮的3倍,主航槽的层化强于坝田区  (本文共17页) 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

长江口北槽枯季湍流混合、层化与潮汐应变:资料分析与数学模拟

2010年1月分别在长江口北槽上、中、下三站位(CS1、CSW和CS8),观测得到大、中、小潮的潮位、流速、盐度和含沙量的时间序列资料,它们定性地显示:具有大、中、小潮/涨、落潮的周期性变化。北槽水体潮流椭圆形状、旋转方向时间序列显示:(i) CS1站位,大潮,上层潮流椭圆逆时针旋转,下层潮流椭圆顺时针旋转;中潮,整个水体潮流椭圆逆时针旋转;小潮,中层潮流椭圆顺时针旋转;(ii) CSW站位,大潮和中潮,上层潮流椭圆均逆时针旋转,下层潮流椭圆均顺时针旋转;小潮,涨潮转落潮,潮流椭圆逆时针旋转,落潮转涨潮,潮流椭圆顺时针旋转;(iii) CS8站位,大、中、小潮,上层潮流椭圆顺时针旋转,下层潮流椭圆逆时针旋转。上、下层潮流椭圆旋转方向的不同表明:垂向水体中可能存在密度跃。为了估计北槽水体垂向的混合程度,采用考虑含沙量后的水体密度来估算“整体Richardson数(Rio)”。结果显示:(i) CS1和CSW站位,转流时刻,Rio量...  (本文共112页) 本文目录 | 阅读全文>>

《物理学报》2011年11期
物理学报

波浪破碎湍流混合研究综述

波浪破碎及其湍流混合研究一直是物理海洋学具有挑战性的问题.文章系统综述了自20世纪90年代以来,波浪破碎混合观测及其模式化研究方面取得的主要进展:1)波浪破碎湍流混合不能用经典的海气边界层Wall-layer相似性理论进行描述.波浪破碎能够在近海面几米的深度范围内形成湍流混合的增强层...  (本文共6页) 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)

南黄海水文环境季节变化与湍流混合研究

本文利用近年来在南黄海海区获得的实测温盐和湍流等资料,分析了南黄海水文环境的季节变化,提出了南黄海冷水团和黄海暖流之间相互作用的新观点,同时揭示了南黄海湍流混合特征及其与南黄海典型海洋现象的相互影响。1.温盐结构表明黄海暖流有着明显的季节变化。黄海暖流最早出现在秋季,但是在刚开始发展的阶段势力较弱,仅出现在底层。冬季黄海暖流发展成熟达到最强,此时黄海暖流不仅稳定存在于底层,在其它层次乃至表层都出现了偏北向暖流存在的痕迹。冬季之后,黄海暖流开始逐渐变弱,至春季虽然从表到底仍然存在的高盐暖水舌,但其势力已经很弱。到了夏季,黄海冷水团开始出现,黄海底层被其占据,黄海暖流才逐步消失。2.南黄海冷水团形成受到黄海沿岸流和黄海暖流的共同影响。夏季南黄海冷水团完全成熟,此时黄海冷水团盘踞在黄海槽区,并向西延伸到海州湾外和青岛近海。而秋季冷水团开始逐渐减弱,冷水范围不断向中心收缩,黄海暖流开始出现。进入冬季,随着黄海暖流不断发展,冷水团逐渐消失...  (本文共101页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国工程物理研究院
中国工程物理研究院

激波冲击“V”形界面的不稳定性与湍流混合研究

本文基于多组分混合物质量分数模型,采用色散最小耗散可控(MDCD)的高分辨率有限体积方法,数值模拟了弱激波冲击“V”形空气/SF6界面的Richtmyer-Meshkov不稳定性(RMI)问题。通过分析数值结果,研究该物理过程,探究不稳定性发展的机理和物质混合的过程,并总结了一些现象和规律。激波冲击“V”形界面之后,因斜压效应诱导涡量沉积在界面附近,形成沿界面规则排列的多个涡对结构,同时界面扰动发展形成“气泡”和“尖钉”结构。通过将数值密度纹影图与实验纹影图对比,分析前期的界面演化过程。统计了界面前端的运动规律以及界面混合宽度随时间的变化规律,并与已有的实验结果进行了对比,两者符合较好。旋涡的诱导作用使界面不断变形和卷起,同时涡结构之间开始发生相互诱导,并对等现象,并逐渐聚集在几个区域,而多尺度结构也因旋涡的诱导作用在这些区域中产生。利用湍动能能谱对该过程进行了细致的分析。湍动能能谱的结果与旋涡的分布一致,随着区域中小尺度涡结构...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

广东海洋大学
广东海洋大学

琼东陆架海湍流混合的观测研究

湍流混合是海洋中重要的物理过程之一,对海洋中物质的交换、能量的输运起着关键作用。陆架海是人类生存和发展的重要海域,复杂的地形与丰富的动力过程是控制和影响陆架海混合的重要因素。本文利用2012年2月和7月冬夏两季在海南岛以东两个航次的温度、盐度、流场和微尺度观测资料,揭示了琼东陆架海湍流混合的空间分布和季节变化特征,对比分析了不同混合参数化模型在该海域的适用情况,并提出了适用于琼东陆架海的混合参数化模型。对观测数据分析发现琼东陆架海的混合具有明显的季节变化特征,夏季琼东陆架海的混合较弱,平均耗散率1×10-9-1,平均混合率1×10-62-1,低于大洋的背景值;冬季时混合增强,平均耗散率1×10-8-1,平均混合率为1×10-42-1。夏季上升流使得等密线抬升,近海层结增强,平均层结(N2)为3.2×10-4-2,而冬季时的平均层结(N2)仅有3.2×10-5-2,比夏季小了一个量级。层结的变化是影响琼东陆架海混合冬强夏弱的重要因...  (本文共55页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国科学:地球科学》2014年09期
中国科学:地球科学

考虑真实能量来源的大洋垂直湍流混合系数气候数据集

利用ERA Interim再分析风和海浪资料、SODA三维温盐流资料、WOA09海洋温盐客观分析资料计算了风和潮汐引起的大洋垂直湍流混合系数,并从外部风能量输入、混合引起的重力位能改变、人为限定混合系数上限、不考虑外部能量输入的K理论参数化方案角度分...  (本文共12页) 阅读全文>>