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浅海流体动力学一种含变湍粘性系数的流速分解模型（Ⅱ）——模型在超浅海风暴潮零阶问题中的应用 总被引：2，自引：0，他引：2
宋丽娜 《山东海洋学院学报》1987,17(2):8-19
本文将流速分解模型应用于作为超浅海风暴潮的渤海风潮，并讨论了变湍帖系数的确定。作为一个初步的，但较为成功的数值试验例子，描述了实际风场作用下的渤海风潮，比较了变湍粘性系数模型与常湍粘性系统模型的计算结果间的差异。 相似文献
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宋丽娜 《中国海洋大学学报(自然科学版)》1987,(2)
本文将流速分解模型应用于作为超浅海风暴潮的渤海风潮,并讨论了变湍粘性系数的确定。作为一个初步的,但较为成功的数值试验例子,描述了实际风场作用下的渤海风潮,比较了变湍粘性系数模型与常湍粘性系数模型的计算结果间的差异。 相似文献
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胶州湾三维变动边界的潮流数值模拟 总被引：35，自引：3，他引：35
基于Blumberg等（1986）的河口、陆架和海洋模式，引入变边界处理技术，建立了胶州湾三维变动边界的潮流模型，模型以σ-正交曲线坐标下三维非线性潮波方程为基本方程，引入2.5阶瑞封闭方程组，采用分裂算子法数值求解方程组，利用湍封闭方程求解垂直紊动粘滞系数，采用干湿网格方法模拟潮流漫滩过程，三维变动边界潮流模型计算结果与实测值吻合良好。 相似文献
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将一个三维湍能封闭模型应用于开阔海区的风暴潮，通过数值计算探讨了Ｔａｙｌｏｒ底摩擦二次率的拖曳系数随空间的分布及拖曳系数与水深、海底粗糙度、风向和风速等因素的关系。本文对底摩擦二次率的可靠性做了评价。 相似文献
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海洋的湍粘性系数和湍扩散系数是研究海洋动量传输、热扩散和物质扩散的物理基础,是海洋模式的重要参数。北冰洋是海冰覆盖的海洋,其湍粘性系数和湍扩散系数与其他大洋有显著不同。本文以Pacanowski＆Philander的参数化方案为基础,采用二次北极科考的连续观测冰站和单次观测冰站的资料,定量计算了加拿大海盆74°N-78°N,144°W-164°W区域冰下60 m以浅的垂向湍粘性系数v和湍扩散系数kT,并分3个区域比较。结果表明：v和kT的垂向分布具有较好的一致性,表层和60 m处量值较大,中间较小;区域的不同主要体现在24 m以浅。 相似文献
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渤海垂直湍流混合强度季节变化的数值模拟 总被引：4，自引：1，他引：4
渤海为极浅陆架海 ,其中湍流耗散作用显著。将三维斜压陆架海模式 HAMSOM应用于渤海 ,以渤海周边台站每天 4次的常规气象资料作为风和热驱动 ,渤海海峡开边界以 5个主要分潮调和常数计算水位强迫 ,计算了渤海 1982年水文要素和流场变化 ,并用模式以湍的局地平衡理论封闭计算出垂直湍流粘性的时空分布。结果表明 :渤海湍流混合冬强夏弱 ,变化幅度较大 ( 10～ 2 0 0 cm2 / s) ,这是风搅拌和潮混合的湍流输入在密度层化调整下的结果 ;风的作用在冬季强于潮的作用 ,而底层则由潮混合控制呈现半月周期 ;渤海湍粘性系数的空间分布十分复杂 ,这是在渤海地形和岸形轮廓限制下 ,由一定大气条件驱动的流场和密度场导致的湍流混合强度不同所致 相似文献
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该文对已建立的齐次湍流动能输运方程封闭模型 (HKE)封闭的浅海动力学模型进行了检验。湍流混合强度的垂直分布会影流速剖面 ,在风海流、狭长渠道稳态风潮及渠道振荡流流场等的模拟中 ,HKE封闭均取得满意效果 ,结果表明 HKE封闭在正压浅海动力学中是有效的 ,可避免混合长理论的缺陷 ,并未过多增加计算量。振荡流的湍流粘性系数的时间分布特性是时变的 ,其变化频率为振荡频率的两倍 ,且在流速变化最大时湍流混合最强。对应于浅海潮波系统 ,平潮和停潮时局地混合最弱 ,因而最适宜水质采样 ,反之 ,涨急和落急时刻湍流混合最强。但当取湍动能的Schmidt数 σk>10时 ,湍粘性系数的振幅仅为其平均值的 15 % ,因此可以认为在 15 %误差内振荡流的粘性系数可用一个时间平均值来代表 相似文献
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利用2017年9月在渤海共享航次中取得的湍流混合直接观测数据,本文研究了渤海海域湍流混合的空间分布特征及有关的影响因素。9月观测海区水体垂向层结较弱,莱州湾受黄河冲淡水影响出现高温低盐结构,位于渤海中央浅滩南北两侧洼地的双中心冷水结构依旧存在。湍流观测结果表明湍动能耗散率在10~(-9)～10~(-5)W/kg之间变化,统计上满足对数正态分布。耗散率强值区出现在辽东湾及渤海湾湾口近岸处,相应的垂向湍扩散系数约为10~(-6)～10~(-2)m~2/s。垂向上,水体表、底层混合较强,进一步研究发现弱层化水体的平均湍动能耗散率〈ε〉与风速和正压潮流速的大小存在正相关关系。另一方面,耗散率ε与浮性频率N近似满足ε=2.0×10~(-8)+3.0×10~(-7)(N~2/N_0~2)~(-5)的拟合函数关系,反映了层化对水体垂向混合的抑制作用。 相似文献
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黄海西部海洋湍流的季节变化特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
在2006—2007年开展的"中国近海海洋综合调查与评价"项目中,作者利用自由下降湍流剖面仪MSS60在南黄海海区分别进行了夏、冬、秋季三个航次的微尺度湍流观测,并计算分析了该海区的湍动能耗散系数ε,湍扩散系数κ等。通过与温度、流速分布图对比,结果表明三个季节的湍流混合趋势大体一致。在沿岸浅水区,混合作用比较强烈。而深水区湍流混合的垂直分布明显地表现出三层结构,混合较强的上混合层和底混合层,及相对较弱的中层。风混合和潮混合是黄海湍流混合的主要形式。风的影响主要表现在海洋上层,潮流的影响则表现于底层。 相似文献
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湍流局地平衡假设的新推论--齐次湍流动能输运方程封闭模型与应用(Ⅱ) 总被引：2，自引：1，他引：1
在湍流局地平衡假设下 ,建立了齐次湍能输运方程封闭模型 (HKE) ,并在平板边界层的两种经典流动中加以检验 ,给出 HKE封闭下的流速、湍流动能和湍流混合系数剖面的形式解。结果表明 ,HKE可以避免在流速剪切为零时的无湍流混合问题 ,其解与 L aufer湍流实验吻合 ,因而HKE模型比混合长理论有更合理的内涵。文中还给出 HKE封闭的浅海动力学模型 ,以湍应力和水位梯度力的平衡为运动的基本受力平衡 ,进行了模型的量阶分析和运动分析 :当阻尼频率和运动频率同量阶时 ,惯性运动不可忽略 ;在潮振荡占优的浅海中 ,对流非线性相对于惯性运动为小量 ;当阻尼频率足够大时 ,科氏力项相对于湍应力也可能为小量。 相似文献
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潮流的流速分布和湍流切应力的分布密切相关。为了研究潮流湍流切应力的特征和变化规律,本文从潮流运动方程推导出随潮流呈周期性变化的湍流切应力随深度的分布表达式。从江苏近海现场实测流速剖面中计算得到一个潮周期内的湍流切应力的变化过程。通过将实测值与本文理论解的比较发现,计算值能很好地反映出实测值的变化特征,尤其是能正确地反映潮流在加速和减速过程中,湍流切应力偏离线性分布呈现上凹和下凹的现象,以及只有在加减速转换的时候切应力才呈现线性分布的特点。最后,通过分析湍流切应力振幅及相位沿水深的变化情况,认为反映潮流周期、涡粘性和水深之间关系的参数Ri是决定湍流切应力弯曲程度及分布形态的重要参数。对于近海潮流,水深是影响湍流切应力偏离线性程度的主要因素。 相似文献
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Measurements in the mixing zone of the Elbe estuary were performed during three consecutive tidal cycles with three types of instruments—a moored tripod with velocity and temperature/conductivity/light attenuation sensors, a profiling sonde with similar sensors lowered from an anchored vessel, and instrumented moorings. Acoustic-travel-time sensors were used for velocity measurements.Spectral analysis of 12·8 min pieces of the obtained time series gives results that are consistent with isotropic turbulence for part of the frequency space. Temporal changes of turbulent kinetic energy are correlated with tidal current velocity. A retardation is found between changes in tidal current and turbulent energy. Not all shear stress terms are in similar phase with tidal flow. Mean gradients, Reynolds stress terms, and turbulent salt flux terms are combined to determine eddy viscosity and eddy diffusion coefficients. 相似文献
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钱塘江涌潮具有动力作用强和流速变化快等特点。涌潮水流紊动复杂,流速的垂向分布和紊动强度息息相关。通过涌潮水流实测资料的分析可以发现,涌潮作用下流速垂向分布在底部和上层存在差异。为研究涌潮作用下流速垂向分布的特征,应用基于非结构网格下有限体积法模型FVCOM对钱塘江涌潮河段水流运动进行三维数值模拟。考虑到涌潮紊动作用复杂且对流速的垂向分布起着重要影响,采用不同的湍流模式对涌潮传播过程中水流的运动特征开展研究。通过与涌潮河段实测资料的验证,复演涌潮到达前后水流运动特征,给出涌潮水流湍动能的变化过程。研究成果有助于深入认识涌潮水流紊动特征和流速的分布规律,为涌潮作用下物质输运的研究提供基础。 相似文献
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WANG Lixia SUN Yinglan ZHENG Lianyuan Associate Professor Insititute of Environmental Oceanography Ocean University of Qingdao Qingdao China.Professor Insititute of Environmental Oceanography Ocean University of Qingdao Qingdao China. Lecturer Insititute of Environmental Oceanography Ocean University of Qingdao Qingdao China. 《中国海洋工程》1998,(3)
A three-dimensional,first order turbulence closure,thermal diffusion model is described inthis paper.The governing equations consist of an equation of continuity,three components of momentum,conservation equations for salt,temperature and subgridscale energy,and an equation of state.In the mod-el,according to the hypothesis of Kolmogorov and Prandtl,the viscosity coefficient of turbulent flow ofhomogeneous fluid is related to the local turbulent energy,and the horizontal and vertical exchangecoefficients of mass,heat and momentum are computed with the introduction of subgridscale turbulenceenergy.The governing equations are solved by finite difference techniques.This model is applied to theJiaozhou bay to predict thermal pollution by the Huangdao power plant.An instantaneous tidal currentfield is computed,then the distribution of temperature increment is predicted,and finally the effect of windstress on thermal discharge is discussed. 相似文献
17.
为了建立涵盖更多物理机制的河口潮平均盐度解析模型，更好地探究风对盐度纵向分布的影响，本文在MacCready河口潮平均准稳态盐度模型基础上进行了以下改进：在风作用的基础上，通过加入经过盐度分层作用修正的垂向紊动黏性系数垂向结构进行盐度分布的解析。以现有的改进模型计算不同风速风向下Delaware河口的盐水上溯距离、Ri值、紊流边界层厚度和断面盐通量分布的结果可以发现：对于离岸风，当风速增强，上溯距离、Ri值和断面盐通量都是先增大后减小，边界层厚度不断增加；对于向岸风，当风速增强，上溯距离、Ri值和断面盐通量都是不断减小，边界层厚度不断增加。风对河口垂向平均盐度纵向分布的影响主要体现在张力效应和垂向紊动混合两个方面改变离散盐通量大小，从而直接影响盐度纵向分布。 相似文献
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B. A. Kagan E. V. Sofina A. A. Timofeev 《Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics》2010,46(2):224-231
In order to reproduce the diapycnal mixing induced by internal tidal waves (ITWs) in the Arctic Ocean, we use a modified version
of the three-dimensional finite-element hydrothermodynamic model QUODDY-4. We found that the average (over the tidal cycle)
and integral (by depth) baroclinic tidal energy dissipation rate in individual areas of the Siberian continental shelf and
in the straits between the Canadian Arctic archipelago are much higher than in the open ocean and its values on ridges and
troughs are qualitatively similar to one another. Moreover, in the area of open-ocean ridges, the baroclinic tidal energy
dissipation rate increases as it approaches the bottom, but only in the bottom boundary layer; on the Mid-Atlantic and Hawaii
ridges, such an increase is observed within a few hundreds of meters away from the bottom. The average (in area and depth
of the open ocean) coefficient of diapycnal mixing defined by the baroclinic tidal energy dissipation rate is higher than
the coefficient of molecular kinematic viscosity and only a few times lower than the canonical value of the coefficient of
vertical turbulent viscosity, which is used in models of global oceanic circulation. Coupled with the reasoning on the localization
of baroclinic tidal energy dissipation, this fact leads to the conclusion that disregarding the contribution that ITW-induced
diapycnal mixing makes to the ocean-climate formation is hardly justified. 相似文献
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Shiho Kobayashi Eisuke Hashimoto Masayuki Nagao Yoshio Takasugi 《Journal of Oceanography》2009,65(5):657-664
We observed tidal currents, turbulent energy dissipation and water column stratification at the entrance of a narrow strait
(Neko Seto) in the Seto Inland Sea, Japan, using a free-falling turbulent microstructure profiler (TurboMAP) and acoustic
Doppler current profiler (ADCP). The variation in turbulent energy dissipation at the entrance of the strait was not at quarter-diurnal
frequency but at semi-diurnal frequency; turbulent energy dissipation was enhanced during the ebb tide, although it was moderate
during the flood tide. This result is consistent with the results of Takasugi (1993), which showed the asymmetry of tidal
energy loss during a semidiurnal tidal cycle using control volume analysis. It is suggested that significant turbulent energy
dissipation is generated in the strait, which influences the properties of water outside the strait when tidal currents flow
out from the strait. 相似文献
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当水流经过海洋地形时,水流的不稳定性会引起垂向混合并伴随大量湍流过程。针对传统海气耦合模式缺少在湍流尺度上讨论海洋地形与风速对海气相互作用影响的问题,使用并行大涡模拟海气耦合模式(the parallelized large eddy simulation model, PALM)在5 m/s的背景风场下,引入理想立方体地形,对比有无地形的影响;设置地形边长为L,高为3L (其中大气部分高L), L与水深H之比为L/H=1/2;然后保持地形条件不变。设置5、10和15 m/s三种风速,讨论风速对小尺度海气相互作用的影响。研究表明:地形在大气部分减弱顺风向速度,增强侧风向速度,影响0～5L的高度区域,而对垂向作用较小;无地形条件下湍流垂向涡黏系数Km在-0.3L时,水深达到最大值0.024 m2/s,有地形条件下Km在-0.8L时,达到最大值为0.16 m2/s,地形的存在使得上层海洋混合加强, Km最大值增加1个数量级。随风速增大海洋和大气中的净热通量、淡水通量和浮力通量都相应... 相似文献