应用非线性薛定谔方程模拟深海内波的传播     

宋诗艳  王晶  王建步  宋莎莎  孟俊敏 《海洋学报》2010,32(9):6339-6344

本文选取东沙岛以东深海区域,应用描述深海内波的非线性薛定谔方程,采用啁啾的思想,研究了频散和非线性效应之间的关系,模拟了深海内波的传播.数值模拟内波演变趋势与MODIS影像拍摄到的内波演变趋势基本符合,从而验证了应用非线性薛定谔方程模拟深海弱非线性内波传播的合理性.  相似文献   

深海内波空间啁啾的演变研究     

孙美玲  王晶  郭凯  张旭东  孟俊敏 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2015,45(1):114-120

根据基于两层流体推导的深海内波弱非线性薛定谔(Nonlinear Schrodinger,简称NLS)方程,引进空间啁啾的思想,研究深海区频散效应和非线性效应的作用。文中推导出了频散效应和非线性效应所致啁啾的表达式,采用数值计算方法计算了综合效应产生的总啁啾。分析了频散和非线性以及综合效应所致啁啾在深海内波传播中的演变规律。从空间啁啾的角度,解释中国南海东沙群岛附近深海区内波演变的机理。  相似文献   

基于多源遥感数据的日本海内波特征研究   总被引：2，自引：1，他引：1  

孙丽娜  张杰  孟俊敏  王晶  张旭东 《海洋学报》2018,40(3):102-111

日本海特殊的地理位置和复杂的地形使得该海域内波表征极为复杂,遥感是大范围观测内波的有效手段,已被广泛应用于内波的探测研究。本文利用MODIS、GF-1和ENVISAT ASAR遥感影像,开展了日本海内波特征研究。通过提取内波波峰线,生成了日本海内波空间分布图;获取了内波的波峰线长度和传播速度,并基于非线性薛定谔方程反演了内波振幅。研究结果表明,日本海内波分布范围宽广,不仅大陆架沿海区内波分布密集,深海盆地也探测到了大量内波;日本海北部45°N附近海域有少量内波出现,利用高分影像探测到朝鲜陆架浅海区有大量小尺度内波,大和海盆、大和隆起的西南部海域没有发现内波。日本海内波波峰线长达100多千米,深海区的传播速度大于1 m/s;浅海区内波振幅约10 m左右,深海区可达60 m以上。  相似文献   

利用GF-1和MODIS准同步光学遥感图像反演内波参数的研究     

梅源  张旭东  孙丽娜  孟俊敏  王晶 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2018,(2)

高分一号(GF-1)光学遥感卫星的发射为海洋内波的研究提供了精细的观测资料,利用其图像高空间分辨率的优势,结合高时间分辨率的中分辨率成像光谱仪(MODIS)的匹配数据,能够对南中国海东沙岛附近的内波开展特征参量的反演。本文处理了GF-1和MODIS的准同步图像,选取东沙岛附近的相邻时刻的同一条内波进行分析,提取其空间位移,计算出内孤立波传播的群速度。分析GF-1和MODIS图像上同一条内波的灰度剖面,计算了明暗条纹间距,结合当地水深和温盐数据,应用非线性薛定谔方程反演内孤立波的振幅,探究大陆架附近内孤立波的振幅演变。研究结果表明:内孤立波的群速度在东沙岛附近向西传播过程中逐渐变小;在相似的温盐条件下,遥感图像中内波的明暗条纹间距和振幅呈现负相关,在深海区水深和振幅呈现正相关关系,在浅海区由于非线性作用增强会出现振幅随水深变小反而增大的现象。  相似文献   

基于小波变换的畸形波海况时频分析研究     

王骁  张本辉  蔡烽  石爱国  杨波  薛亚东  李东 《海洋技术学报》2015,34(5):71-76

在随机海浪条件下,基于修正的四阶非线性薛定谔方程(m NLS)能够有效地模拟畸形波的非线性演化,文中利用小波变换对演化过程进行分析,并对时频谱特征参数(能量集中区域在时域和频域的分布范围)以及能量集中度进行了定量描述,结果表明,当畸形波出现时,能量可以由低频向高频扩散且能量集中度相对较大。  相似文献   

基于非线性模型的畸形波模拟及其时频能量谱研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

崔成  张宁川  李靖波 《海洋通报(英文版)》2011,13(1):25-39

采用VOF(volume offluid)方法实现了畸形波的数值模拟.将数值结果与线性理论(方程(5))计算结果进行了对比,发现数值模拟结果更能够反映非线性特征.使用小波分析方法研究了畸形波的时频能量谱,发现形成畸形波的过程中存在很强的波浪非线性相互作用,使得波浪的能量向高频端转化.变水深地形可以加强波浪的非线性相互作用.使得转化到高频端的能量更多,产生畸形程度更大的畸形波.  相似文献   

局部微分求积法的深水包络孤立波数值模拟     

张弩  宗智  于馨 《海洋工程》2011,29(1)

利用局部微分求积法(LDQ)对非线性薛定谔(Schr dinger)方程进行数值求解,分别模拟了单深水孤立波运动,同向双深水孤立波追赶碰撞耦合运动,高阶孤立波振动和孤立波的反射与透射现象,得到各情况下的数值结果。从数值模拟及图像中揭示非线性薛定谔方程的性质和特点,阐述深水孤立波形成的物理意义、运动方式和运动规律,分析在不同初值条件下波形的变化特点,验证了LDQ法对该类问题的有效性。  相似文献   

基于哨兵一号和高分三号卫星SAR数据的马六甲海峡内孤立波特性研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

宁静  孙丽娜  崔海吉  陆可潇  王晶 《海洋学报(英文版)》2020,42(5):151-156

漫长狭窄的马六甲海峡是重要的航道,研究该海峡内孤立波特征对潜艇、船只航行和海洋工程都是急需解决的问题。利用高空间分辨率的哨兵1号（Sentinel-1）和高分三号（GF-3）SAR遥感数据,对马六甲海峡的内孤立波特征开展了详细研究。利用哨兵一号2015年6月到2016年12月20景有内孤立波的SAR图像和高分三号2018年4月到2019年3月24景有内孤立波的SAR图像,统计分析了马六甲海峡海域的内孤立波空间分布特征。发现内孤立波多以内孤立波包以及单根内孤立波形式出现,内孤立波头波的波峰线最长可达39km。采用高阶非线性薛定谔方程反演模型可以计算出内孤立波的振幅与群速度,计算得到的内孤立波振幅和波包的传播群速度分别为4.7m ~ 23.9m和0.12m/s ~ 0.40m/s。由KdV方程得到的单根内孤立波的相速度为0.26m/s ~ 0.60m/s。可以得到,马六甲海峡内孤立波的振幅与传播速度与地形密切相关。  相似文献   

畸形波生成、演化过程时频能量结构研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

崔成  张宁川 《海洋工程》2011,29(3):59-66

基于流体体积(VOF)方法建立完全非线性波浪数值模型,控制方程采用雷诺时均方程和k-ε方程,使用该模型模拟了畸形波的生成、演化过程.在此基础上,使用小波分析法重点研究了畸形波生成、演化过程中波浪序列的时频能量结构.研究结果表明,畸形波生成前、后出现的过渡大波虽然不满足畸形波定义的所有指标,但其能量瞬时集中程度仍然很高,包含大量高频能量,内部结构和畸形波完全类似,应该引起重视.  相似文献   

Gerris在海洋大振幅内孤立波数值模拟中的应用     

曾侃  李恒宇 《海洋与湖沼》2019,50(4):799-810

本文运用基于自适应网格的流体动力学开源软件Gerris,来建立基于Boussinesq近似下的二维不可压缩Euler方程组的数值模型,以模拟不同层化条件下稳定状态的完全非线性大振幅内孤立波。文中比较了完全非线性的用Gerris实现的Euler模型与弱非线性的KdV理论模型在刻画大振幅内孤立波结构及特征参数上的差异,说明在模拟大振幅内孤立波时,高阶非线性不应忽略。Euler模型模拟结果表明,完全非线性大振幅内孤立波的等密度面半宽度随深度变化,这使得基于KdV方程解析解、利用卫星SAR(Synthetic Aperture Radar)图像提取内孤立波极值间距来反演内波振幅的可行性存疑,需要重新评估。此外,本文用两组实测数据验证了用Gerris实现的Euler模型模拟大振幅内波的有效性。  相似文献