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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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潮汐摩擦的非线性效应(Ⅱ) 总被引：3，自引：1，他引：3
在本文的第(Ⅰ)部分中,已给出了平方摩擦项的Fourier展开式。在这一部分里,我们将给出潮汐方程的一组近似解,并阐明解的物理意义,所得结果表明: 1.由于摩擦的非线性,当多个源潮波同时存在时,小的潮波比大的潮波衰减得更快。这个论断实际上Jeffreys(1970),Gallagher和Munk(1971),以及Garrett(1972)都曾得出过,虽然不是都说得很明确。作者在文献[2]中也从另一角度作过说明,本文只是给出更确切一些的数值。 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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一、前言讨论一维潮波运动,特别是对其非线性和底摩擦效应的探讨,所得的结论有助于推广到二维潮波运动的研究,也可以近似地用来说明某些河口的潮汐现象。 Officer,C.B.引述非线性一维潮波动力学方程,根据口门已知一个分潮求解,得出倍潮波。其中没有考虑底摩擦效应,因此未能解释河口的潮波传播的实际问题。Amin,M.在口门取两个分潮作为已知条件求解,在不考虑摩擦项的情况下得出 相似文献
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长方形浅水海湾的一种潮波模式 总被引：4，自引：1，他引：4
本文考虑入射波、反射波、地转和底摩擦效应,探讨了长方形浅海旋转潮波的运动。导出无潮点的计算公式和等振幅线方程,指出旋转潮波兼有驻波和前进波的某些特点。根据本文求得的有关表达式,计算了辽东湾半日潮潮波模式,并且与其他作者用边值方法或等值线法得到的结果作了比较。 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
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本文采用一维非线性考虑摩擦的流体动力学方程研究变截面河口的非线性潮波、河口宽度呈指数形式变化B=Boe~(-bx),深度h为常数。运用摄动法求解一维非线性流体动力学方程。可以发现解和Airy解是包含在本文解中的两种特殊情况。只要在我们的解中,令b=0,就可以得到前者。若令b=0和f=0(f是线性摩擦系量),则可以得到后者。根据二阶解对变截面河口中非线性潮波的物理机制进行了探讨,指出在线性摩擦系量假定下,河口中浅水分潮波由两部分组成。一部分来自河口以外,是由湾外浅水非线性效应产生的。另一部分则是由浅水非线性效应在湾内产生的。另外,潮余流和余水位与浅水分潮的物理机制并不完全相同。前者由浅水非线性效应、摩擦和河口的变形效应的相互作用产生,而后者主要依赖于浅水非线性效应。最后将本文的非线性模式应用于杭州湾非线性潮波的模拟。共计算了7个分潮(O_1、K_1、M_2、S_2、M_4、S4_、MS_4)。可以发现,运用入射的前进潮波以及它们的相互作用模拟的结果与实测资料吻合良好,从而可以认为杭州湾的潮波基本上是以前进波为主。 相似文献
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基于一维阻尼潮波传播方程解析解,从求解数值格式及Heuristic稳定性分析方面,讨论了数值解的精度、计算耗时和摩阻系数选取等问题。研究结果表明:1)Courant数小于1时,潮波方程显格式解的精度略高于隐格式解,计算耗时少于隐格式解;2)为减少计算耗时,潮波方程的隐格式解允许较大的时间步长,但解的精度有所降低,须通过减小底床摩阻系数以保证计算精度;3)隐格式解摩阻系数的选取与Courant数有关,Courant数越大,摩阻系数的选取值比实际值越小,通过理论分析结合数值试验得到了相应的关系式。这些研究结论对实际海域的潮波传播的数值模拟具有重要的应用价值。 相似文献
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为了探讨海底地形对旋转潮波系统的影响,本文对不同底形情况下的潮波运动进行了数值试验。根据试验结果绘制了同潮图并作了讨论。其结论是:(1)对无潮点相对于矩形海域中轴线的偏移来说,摩擦的影响和海底地形的影响可能都是重要的。如果是浅水区域,这种偏移主要是由摩擦引起的,但对平均水深较深、海底在横方向上有坡度的水域来说,底形效应是导致无潮点偏移的主要因素;(2)海底摩擦仅能使无潮点偏移到中轴线的左方(如果人们面向湾顶),而底形则可能使无潮点偏移到中轴线的左方或者中轴线的右方,这将取决于海底横向倾斜的方向。 相似文献
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建立南海潮波模式及其伴随同化模式,在传统二维潮波方程的基础上加入了内潮耗散项,考虑了内潮耗散对南海潮波系统的影响,在前人工作基础上,改进了内潮耗散参数化方案,并给出内潮耗散项中地形效应参数的计算公式;通过对比,本文的参数化方案比前人参数化方案能取得更为合理的模拟结果。以63个验潮站和24个TOPEX/Poseidon卫星高度计轨道交叉点处的调和常数作为观测值,利用伴随同化方法来优化模式中的底摩擦系数和内潮耗散系数。为了寻求最优的优化方案,设计了7组数值实验。实验结果表明,实验7先优化内潮耗散系数再优化底摩擦系数的模拟结果最优。利用实验7的模拟结果分析了南海M2分潮的潮波特征,与前人结果基本一致。 相似文献
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引言 Defant在长渠的潮波方程中引入了分潮波的时间因子exp(-iσt)(其中σ为分潮波的园频率,t为时间变量,i=(-1)~(1/2)),从而建立了不含时间变量的分潮波方程,并首先使用了数值解法。电子计算机问世后,Hansen首先将这一方法推广至二维真实海域——北海,给出了所谓“潮波边值问题”的数值方法。此后,等人又将该方法推广至三维空间的情形。然而,Hansen曾断言,这种分潮波的边值问题方法 相似文献
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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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一种三维空间非线性潮波的数值模拟（I）——渤海M4和MS4分潮波的试算 总被引：8，自引：0，他引：8
Defant在长渠的潮波方程中引入了分潮波的时间因子exp(-iσt)(其中σ为分潮波的园频率，t为时间变量，i=√-1)，从而建立了不含时间变量的分潮波方程，并首先使用了数值解法．电子计算机问世后，Hansenc首先将这一方法推广至二维真实海域——北海，给出了所谓“潮波边值问题”的数值方法。 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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通过试验研究了波浪要素对水平固定圆柱杆件水动力系数的影响。试验利用垂直杠杆原理,提取了杆件在波浪下的水平受力历时曲线,基于改造的莫里森方程,计算了不同波浪要素下的水动力系数C_D和C_M取值。定义分析了新的波高参数KH,周期参数KT和雷诺数Re对水动力系数的影响。研究表明,整体拟合法与四点拟合法获得的水动力系数在数值上差异不大。KH、KT及Re均对水动力系数的取值有较显著影响:1)随着波高KH的增大,C_D、C_M整体呈幂指数衰减,且C_M的衰减更为迅速;2)随着波周期KT的增大,C_D、C_M整体亦呈衰减趋势;3)相同波高条件下,C_M随Re数增大而增大,而C_D值相对稳定。最后给出了波浪条件下水动力系数C_D和C_M的经验计算公式。 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
