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1.
绕岛理论来自于Sverdrup理论，被广泛用于估计和分析通过岛屿之间海峡的输运情况。以往的研究得到了带有侧摩擦或底摩擦的单岛理论或多岛理论。本文在线性情况下考虑了风驱动环流下的解析模型。在同时考虑侧摩擦和底摩擦的情况下，推导出了岛屿周围输运流函数的解析解，并给出了通过岛屿之间通道的流量输运。其结果与Wajsowicz相似，但摩擦常数表示不同的值。从解析解上看，摩擦常数与侧摩擦和底摩擦之间的关系比较复杂，为了推导出它们之间的相互作用原理，本文在正压β平面上随机选取了一些侧摩擦和底摩擦的值。结果表明，在构成摩擦常数方面，侧摩擦和底摩擦近似呈线性关系。我们研究了宽度对通道输运值的影响，结果表明摩擦在一定宽度内提高了流量，这种现象和只考虑侧摩擦时比较相似。本文也比较了在不同深度下的流量，发现当水平涡粘性系数和底部拖曳系数固定时，水深越大，输运减少率越小。为了进一步揭示侧摩擦和底摩擦耗散的联合作用，在两个岛屿的情况下，本文在不同宽度的通道中与Wajsowicz的只考虑底摩擦或侧摩擦的模型进行了比较。结果表明，当通道比较窄，尤其是在小于Munk边界层厚度时，侧摩擦的作用大于底摩擦。当通道宽度远大于Munk边界层厚度时，底摩擦的作用大于侧摩擦。将模型应用到印尼贯穿流，得到大约20%的输运减少量。 相似文献
2.
为了模拟南极绕极流区的流动，首先将环形条带区从Drake海峡处分开，并展成以经纬度为坐标的矩形区域。将模拟区划分为边界区和内部区。与Munk的大洋环流理论不同．在我们所考虑的线性化的涡度方程中保留了经向摩擦作用。这是基于绕极流流轴处的强剪切产生的经向摩擦项与β效应同等重要的判断。另外．内部区的北边界取为流线，而2个侧边界区的北边界视为南北水体交换的通道。基于巴西暖流穿过北边界流入和秘鲁寒流穿过北边界流出，以及常年有大于100Sv(平均约134Sv)的水体自西向东穿过Drake海峡的观测事实，引入了净通量条件。计算出了不同于Sverdrup流的更集中的内部区带状流的流线分布，这与观测大体一致。在Drake海峡处引入匹配条件，从而得到了完整的边界解。计算结果与理论分析指出，通过Drake海峡的流量远小于南极绕极流所带动水体的纬向通量是因为Drake海峡偏离绕极流流轴(也是南大洋西风带的主轴)。受南美大陆的阻挡，另一部分水体通过秘鲁寒流流出该海区。 相似文献
3.
吴巍 《中国海洋大学学报(自然科学版)》1995,(3)
采用二维非线性或线性潮波微分方程和三种不同底摩擦形式，在考虑岛屿或忽略岛屿（线性平滑）两种情况下，分别对渤海单个Ｍ２、Ｓ２、Ｋ１、Ｏ１分潮进行了数值计算。得出了这４个分潮在不同情况下的同期时线和等振幅线图及在部分站位上的调和常数值。计算表明，对渤海Ｍ２、Ｓ２、Ｋ１、Ｏ１单个分潮进行数值计算时，非线性方程中浅水和对流非线性项存在或不存在，对计算结果几乎没有影响，亚网格尺度岛屿对计算结果的影响并不大。用实测资料检验并与已有研究结果比较得出：由于水深过浅，底摩擦形式取非线性比取线性好；忽略尺度比网格尺度小得多的岛屿所得结果更合理，计算也更方便。 相似文献
4.
基于非结构网格有限体积法的环流模型,建立了相位平均的波流作用模型。模型中考虑了波浪破碎效应的三维辐射应力和波流作用下的扩散系数。通过模拟试验水池中人工岛和天然岛屿周围的波生流,对岛周围波生流的运动特征进行了分析。当波浪垂直入射到均匀斜坡上的人工岛时,岛周围产生回流和对称的环流,流速沿水深分布稍有差异。在天然岛屿中,入射波浪在近岸形成沿岸流。靠近岸线岛屿周围的沿岸流比离岸较远岛屿周围的流速大。这和辐射应力在浅水区域作用有关,岸线区域波生流特征明显。近岸岛屿周围在波浪辐射应力下产生不同的波浪增水,该波浪增水形成压力梯度进而促进岛屿周围的流态变化。 相似文献
5.
波浪在传播过程中遇到岛屿就会发生绕射。本文使用混合元方法对修正型缓坡方程进行了数值求解,并与KUO et al的解析解进行了比较验证。在此基础上研究了工程尺度背景下,波浪在三维圆形岛地形上的绕射,计算了不同入射波浪周期、浅滩形状参数和岛屿尺寸情况下,沿波浪传播方向断面上和岛屿岸线上的相对波高大小。计算结果表明：随着入射波周期的减小、浅滩形状参数的增大和岛屿尺寸的减小,圆形岛迎浪侧的相对波高振荡幅度、圆形岛背浪侧的相对波高大小以及岛屿岸线上的相对波高振幅和大小均随之增大。不同情况下,岛屿岸线上的相对波高最大值大多数发生在迎浪点,个别发生在迎浪点两侧20°~25°处;最小值发生在背浪点两侧30°附近。 相似文献
6.
在Wajsowicz(1993)多岛环流理论的基础上,给出了一种摩擦-地形阻力作用的参数化方案,并应用于南海域际环流动力学的研究。结果表明,不考虑阻力时理论结果在海水输运方向上与实测一致,但在输运量的量值上与实测差别很大;考虑了摩擦-地形阻力作用后计算所得的各通道的流量与实测结果不但在方向上完全一致,在数值上也具有一定的一致性。因而在考虑了摩擦-地形阻力作用后,基于Sverdrup环流理论的多岛环流理论能够很好解释南海域际环流形成的主要动力机制。采用1948—2014年NCEP逐年风应力资料计算结果表明,各海峡流量均存在明显的年际变化,其中吕宋海峡和民都洛海峡更为明显。相关分析显示,吕宋、民都洛和卡里马塔海峡的流量相互之间存在较强的正相关性,而与望加锡海峡流量呈现显著的负相关。El Nio正位相期间太平洋-印度洋贯穿流南海分支加强而望加锡海峡流量减弱。计算结果还表明,吕宋海峡、民都洛海峡的西、南向流量在1948—2014年期间都存在明显的增强趋势,而卡里马塔海峡基本上未受影响。 相似文献
7.
综合考虑多种变形因素的近岸规则波传播数学模型Ⅰ. 基本方程的导出 总被引：1，自引：0，他引：1
推广了Kirby的有环境水流影响的缓坡方程,得到了综合考虑环境水流(水流因子)、非线性弥散影响(非线性因子)、底摩擦波能损失(底摩擦因子)、非缓坡地形影响(地形因子)、折射、绕射、波浪破碎多种变形因素的波浪传播控制方程,并给出了非线性因子、地形因子、底摩擦因子、水流因子的确定方法。基于导出的方程做进一步推导,得到了波高和波向为变量的综合考虑多种变形因素的波浪传播基本方程,该方程有许多优点:1)其绕开了求解波势函数的困难,将椭圆型方程的边值问题化为初值问题;2)直接求解波高和波向;3)可采用有限差分法离散求解,对空间步长没有限制,适合大面积海区波场计算;4)综合考虑了多种波浪变形因素,方程更为合理,5)容易处理波浪破碎问题。 相似文献
8.
9.
沙坝海岸沿岸流速度剖面特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对两个坡度沙坝地形沿岸流实验测量和基于能量方程的沿岸流数值模拟,研究了沙坝海岸平均沿岸流速度剖面的双峰剖面特征,重点分析了第二个峰值的特征和两峰值的比值。综合考虑入射波高、入射波类型和坡度对波生沿岸流垂直岸线速度剖面的影响。结果表明,平均沿岸流速度剖面出现双峰剖面特征:第一峰值发生在沙坝向岸侧面的中部,第二个峰值发生在靠近岸线处;同一坡度情况两个峰值的位置和比值,不受入射波类型、入射波高的影响。数值模型中包括了侧混、底摩擦和水滚等因素,其数值模拟结果和实验值拟合较好,并讨论了有无侧混和水滚对速度剖面的影响。 相似文献
10.
11.
Young Ho Seung 《Journal of Oceanography》2003,59(1):113-118
A simple analytical model is considered for the dynamics of volume transport of the Tsushima Current. This model is basically
baroclinic but allows bottom friction over the shallow regions connecting the Pacific Ocean to the Japan Sea basin, and is
thus different from previous models which are either purely barotropic with bottom friction predominating over the whole domain,
or purely baroclinic with bottom friction completely ignored. Compared to the previous barotropic model, this model is not
only more realistic but also gives much simpler results. It gives the observed downstream sea level slope, which is not seen
in the previous baroclinic model. As a result, the estimated transport of the Tsushima Current is closer to the observational
data than those of previous models. This model indicates that the localized bottom friction acting over the shallow regions
not only controls the transport of the Tsushima Current but also moves the stagnation point of the western boundary current
northward.
This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date. 相似文献
12.
Keigh I. Ohshima 《Journal of Oceanography》1987,43(1):61-67
The stability of the Soya Warm Current is examined, in an attempt to explain the mechanism of the formation of the wave-like pattern seen in satellite infrared imagery in summer. A linear stability theory is applied to barotropic shear flows over a realistic bottom topography. Effects of bottom friction are also taken into consideration. For this current in summer, when volume transport is greatest, the possibility of barotropic instability is suggested. The most unstable waves obtained in this study have wavelengths of 60–80 km, periods of about 1. 5 days, and phase velocities of 45–55 cm sec–1, which is in good agreement with observations. 相似文献
13.
Parabolic Approximation of the Weakly Nonlinear Mild Slope Equation with Bottom Friction 总被引：2，自引：0，他引：2
This paper presents a refined parabolic approximation model of the mild slope equation to simu-late the combination of water wave refraction and diffraction in the large coastal region.The bottom frictionand weakly nonlinear term are included in the model.The difference equation is established with the Crank-Nicolson scheme.The numerical test shows that some numerical prediction results will be inaccurate in com-plicated topography without considering weak nonlinearity;the bottom friction will make wave height damp-ing and it can not be neglected for calculation of wave field in large areas. 相似文献
14.
15.
铁山港海湾是一个遭受风暴潮灾害影响较为严重的半封闭型海湾,基于有限元海洋数学模型ADCIRC (Advanced Circulation Model)研究了1409号"威马逊"台风期间铁山港海湾的风暴潮特征及非线性作用。结果表明:当考虑天文潮与风暴潮之间的相互作用时,风暴潮水位的计算结果更加准确,只考虑纯台风影响时,计算结果会低估风暴潮增水值,高估减水值,对预报结果造成较大的误差。海湾内部的增水要远大于湾外,但是减水值则相差不大。通过对天文潮和风暴潮非线性作用的影响因子进行分析,风应力的浅水效应可以忽略,但底摩擦项和对流项影响较大。在海湾内部对流项占主导地位,与天文潮的耦合作用也较强;而在湾外,底摩擦项占优势,耦合作用在海湾内外都较强。天文潮与风暴潮相互作用产生的非线性水位在湾顶处最大可达0.94 m,出现在风暴潮最大减水时刻,风暴潮增水发生后有所减弱,非线性水位表现出从湾外向湾内递增的规律。 相似文献
16.
Numerical simulation of breaking wave generated sediment suspension and transport process based on CLSVOF algorithm 总被引：1，自引：0，他引：1
The sediment suspension and transport process under complex breaking wave situation is investigated using large eddy simulation （abbreviated as LES hereafter） method. The coupled level set （LS） and volume of fluid （VOF） method is used to accurately capture the evolution of air？water interface. The wall effect at the bottom is modeled based on the wave friction term while the complicate bottom boundary condition for sediment is tackled using Chou and Fringer’s sediment erosion and deposition flux method. A simulation is carried out to study the sediment suspension and transport process under periodic plunging breaking waves. The comparison between the results by CLSVOF method and those obtained by the LS method is given. It shows that the latter performs as well as the CLSVOF method in the pre-breaking weak-surface deformation situation. However, a serious mass conservation problem in the later stages of wave breaking makes it inappropriate for this study by use of the LS method and thus the CLSVOF method is suggested. The flow field and the distribution of suspended sediment concentration are then analyzed in detail. At the early stage of breaking, the sediment is mainly concentrated near the bottom area. During the wave breaking process, when the entrapped large-scale air bubble travels downward to approach the bottom, strong shear is induced and the sediment is highly entrained. 相似文献
17.
An Extended Mild-Slope Equation 总被引：1，自引：0，他引：1
PAN Junning 《中国海洋工程》2000,14(4):459-471
On the assumption that the vortex and the vertical velocity component of the current aresmall,a mild-slope equation for wave propagation on non-uniform flows is deduced from the basichydrodynamic equations,with the terms of (V_hh)~2 and (V_h~2)h included in the equation.The terms of bot-tom friction,wind energy input and wave nonlinearity are also introduced into the equation.The wind en-ergy input functions for wind waves and swells are separately considered by adopting Wen′s(1989)empiri-cal formula for wind waves and Snyder′s observation results for swells.Thus,an extended mild-slope equa-tion is obtained,in which the effects of refraction,diffraction,reflection,current,bottom friction,wind en-ergy input and wave nonlinearity are considered synthetically. 相似文献
18.
-Combined refraction and diffraction models in the form of linear parabolic approximation are derived through smallparameter method. More strictly theoretical basis and more accuracy in the models than Lozano's (1980) are obtained. Some theoretical defects in Liu's model (1985) with consideration of current are not only found but also eliminated. More strict and accurate models are, therefore, presented in this paper.The calculation results and analysis in applying the models to actual wave field with consideration of bottom friction will be given in the following paper. 相似文献