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∣U∣U的Fourier展开和渤海海底拖曳系数CD 总被引：4，自引：0，他引：4
在潮波动力学中,底摩擦在潮波之间的相互作用中起着很大的作用。本文将与速度平方成正比的底摩擦项展成一个Fourier级数,并讨论了底摩擦引起的潮波之间的相互干扰。 由非线性动量方程,我们得到机械能方程。利用以上的 Fourier级数,本文由机械能方程给出一种求解某一区域上平均拖曳系数C_D的方法。将此方法应用于渤海,求得该海区的拖曳系数C_D=0.0013。 相似文献
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由海底摩擦与平均流速的平方成正比的公式,对底摩擦的性质(主要对拖曳系数C_0)进行讨论。研究在风暴潮和天文潮的条件下,海底摩擦与风速,风向和海深等因素的关系,得到有关奇异区的存在等结论,说明在整个海区内拖曳系数不为常数。 相似文献
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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
4.
实验室和外海观测资料已经证实,高风速下海面拖曳系数的变化和中低风速下并不相同。考虑到海面飞沫以及海浪状态对拖曳系数的影响,本文提出一种新的拖曳系数计算方案,该方案可适用于各种风速条件下。在中低风速下飞沫对拖曳系数的影响可以忽略不计,无量纲的海面粗糙长度先随着波龄的增加而增加,继而随波龄的增加而减小;然而在高风速下,因气泡破裂或者波浪破碎产生的飞沫使得风廓线对数函数改变,造成拖曳系数的减小。对不同波龄而言,拖曳系数和粗糙长度达到最大值的风速并不相同。同时,高风速下,海面拖曳系数的降低减少了摩擦速度随风速增加而增加的速率。 相似文献
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海-气界面动量通量的估计方法分析与应用 总被引：3，自引：1，他引：2
首次将经验模态分解方法引入湍流稳定性分析,与传统的线性和滑动平均去势方法进行了比较,发现经验模态分解方法的去势效果最好。基于"南海平台通量观测计划"(FOPSCS)近两年的连续通量观测数据,得到了22 476个摩擦速度的估算值,结果表明,当风速小于5m/s时,拖曳系数随风速增大而减小,而风速大于5m/s时,拖曳系数随风速增大而增大,两种情形分别反映了黏性表皮摩擦和波浪引起的形状阻力对海面风应力的贡献。同时发现短风区情形的拖曳系数大于长风区情形,说明波浪成长状态会对海-气界面动量交换产生影响。 相似文献
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大尺度模型里大气边界层和海洋表面的耦合通常由海表拖曳系数进行参数化,海表拖曳系数一般看作是风速的函数。低风速下的海表拖曳系数一般看作是风速的线性函数,但有研究显示在极低的风速值下,海表拖曳系数并不是随着风速而单调增加的,而是随着风速的增加先减小再增大。极低风速下海表拖曳系数的估计值对不同计算方法有很强的依赖性,低风速下海表拖曳系数随风速的变化规律存在争议。因此,本文对10m处风速进行4种不同平均方法的选取以探究海表拖曳系数随风速的变化规律,为进一步改进海洋模式提供了依据,提升了海洋再分析的业务化能力。 相似文献
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考虑底摩擦的波浪折射计算 总被引：2，自引：0，他引：2
本文用考虑底摩擦的折射模式计算了浅水中波高和波向分布。作为一个例子,根据不同的摩擦系数和不同的边界条件计算了一种简单海底地形的折射系数、衰减系数和折射角,所得结果与不考虑底摩擦的折射模式结果进行比较,发展它们之间存在一些差异,表明在浅水中底摩擦对波高有一定影响。 相似文献
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海草所形成的植物消波体系能有效防止岸线的侵蚀。利用Sánchez-González等的实验数据分析了波浪非线性对海草消波特性的影响。研究结果表明，相对水深和波陡对海草床的波能衰减系数影响依赖于海草淹没度。相对波高一定时，拖曳力系数随相对水深的增大而增大。对给定的相对水深，拖曳力系数随波陡的增大而减小。波浪非线性对于规则波和非规则波海草消波特性的影响并不一致。用无量纲参数（邱卡数、雷诺数、厄塞尔数）表达拖曳力系数的效果取决于拖曳力系数与无量纲参数的关系中是否充分考虑波浪非线性对拖曳力系数的影响。 相似文献
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Wave-tide-surge coupled simulation for typhoon Maemi 总被引：1，自引：0，他引：1
The main task of this study focuses on studying the effect of wave-current interaction on currents, storm surge and wind wave as well as effects of current induced wave refraction and current on waves by using numerical models which consider the bottom boundary layer and sea surface roughness parameter for shallow and smooth bed area around Korean Peninsula. The coupled system (unstructured-mesh SWAN wave and ADCIRC) run on the same unstructured mesh. This identical and homogeneous mesh allows the physics of wave-circulation interactions to be correctly resolved in both models. The unstructured mesh can be applied to a large domain allowing all energy from deep to shallow waters to be seamlessly followed. There is no nesting or overlapping of structured wave meshes, and no interpolation is required. In response to typhoon Maemi (2003), all model components were validated independently, and shown to provide a faithful representation of the system’s response to this storm. The waves and storm surge were allowed to develop on the continental shelf and interact with the complex nearshore environment. The resulting modeling system can be used extensively for prediction of the typhoon surge. The result show that it is important to incorporate the wave-current interaction effect into coastal area in the wave-tide-surge coupled model. At the same time, it should consider effects of depth-induced wave breaking, wind field, currents and sea surface elevation in prediction of waves. Specially, we found that: (1) wave radiation stress enhanced the current and surge elevation otherwise wave enhanced nonlinear bottom boundary layer decreased that, (2) wind wave was significantly controlled by sea surface roughness thus we cautiously took the experimental expression. The resulting modeling system can be used for hindcasting (prediction) the wave-tide-surge coupled environments at complex coastline, shallow water and fine sediment area like areas around Korean Peninsula. 相似文献
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本文试图从大气运动方程出发,提出一种极坐标形式的风暴潮定解问题,并用作者以前导出的一种风场公式,求解风暴潮高。然后用相关统计方法确定风暴潮预报式的系数,以期寻找一种不依赖天气预报又具有一定预报时效的风暴潮预报方法。 相似文献
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超浅海风暴潮模型提出后[2],对渤海风潮,作为超浅海问题,进行了数值研究[1]。其结果的分析和观测资料的比较都表明了该模型有一定的应用价值;故,对超浅海风暴潮模型作进一步的探讨是有一定意义的。尤其因为我国是一个多浅水域和多风暴潮的国家,这种研究就具有更重要的意义。 相似文献
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风应力拖曳系数选取对风暴潮数值模拟的影响 总被引：8，自引：0，他引：8
在风暴潮的形成中风应力起决定性作用 ,风应力拖曳系数决定了大气与海洋间的动量传输率。观测结果表明 ,风应力拖曳系数随风速而变化 ,与海面粗糙度有关。文中采用几种与风速有关的风应力拖曳系数表达式进行数值模拟 ,与将其视为常数情况相比较 ,计算结果的精度均有较明显提高。对比各表达式模拟结果 ,采用 Smith(1980 )风应力拖曳系数公式的模拟效果为最好 相似文献
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本文是文献[3]研究工作的继续。利用文献[3]中所用的海-气边界层模式,重点考虑海深和底坡的影响,将该文的研究成果直接推广到有限深海的情形,和无限深海情形下所获得的相应结果进行比较,简洁地阐明两者的异同,并就海底摩擦以及浅海风暴潮的估值和导致风暴潮的发生和发展的大气强迫力作一简短讨论。 相似文献
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海面的曳力系数和空气动力学粗糙度长度是计算海气动量、感热和水汽通量交换必需的参数。基于在“黑格比”和“灿都”台风期间收集的涡动相关系统观测数据, 文章研究了10m风速和摩擦速度之间、10m风速和曳力系数之间、以及10m风速和动力粗糙度长度之间的参数化关系。结果表明: 曳力系数和摩擦速度及10m风速之间存在抛物线关系, 动力粗糙度长度与摩擦速度及10m风速之间存在自然指数关系; 临界摩擦速度为0.83m·s-1, 临界10m级风速为23.69m·s-1。 相似文献
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近年来,应用数值模型模拟台风引起的风暴潮运动越来越普遍,模型中对于风拖曳力系数的确定,一般都从相对风速出发,可引用的公式也较多,但这些公式很少考虑潮位变化对此系数的影响.在强潮河口、海岸海域,潮位变幅大,最高潮位甚至可达风速参考高度(10m)的近一半,如长江口和杭州湾.在数值模拟中不考虑风暴潮和天文潮共同引起的潮位变化,会造成风应力高潮时被低估、低潮时被高估的现象,从而影响风暴潮模拟的精度.为此本文对现有的风拖曳力系数加以改进,提出了考虑潮位影响的风拖曳力系数表达式,并应用于长江口、杭州湾9711号台风风暴潮的模拟中,增水模拟结果得到了明显改善,可进一步推广应用于强潮河口、海岸的风暴潮增水模拟中. 相似文献
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A coupled wave–tide–surge model has been developed in this study in order to investigate the effect of the interactions among tides, storm surges, and wind waves. The coupled model is based on the synchronous dynamic coupling of a third-generation wave model, WAM cycle 4, and the two-dimensional tide–surge model. The surface stress, which is generated by interactions between wind and wave, is calculated by using the WAM model directly based on an analytical approximation of the results using the quasi-linear theory of wave generation. The changes in bottom friction are created by the interactions between waves and currents and calculated by using simplified bottom boundary layer model. In consequence, the combined wave–current-induced bottom velocity and effective bottom drag coefficient were increased in the shallow waters during the strong storm conditions. 相似文献
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本文讨论了在风暴潮和潮汐作用下海底摩擦力与平均流速的关系公式,即;利用湍流能量损耗理论得到了一个新的求拖曳系数C_b的公式;并且通过一个三维模式,在理想的矩形海区中计算了各种条件下的C_b分布。 相似文献