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1.
河口底边界层湍流观测后处理技术方法分析   总被引:5,自引:3,他引:2       下载免费PDF全文
河口底边界层过程是河口海岸研究与工程应用中的重要内容.三维点式高频流速仪(ADV)已经成为湍流现场观测的最有效的工具之一,然而受测量状态、复杂的波流环境、底床几何结构等因素的影响,湍流观测的后处理目前还不成熟.在前人工作的基础上,提出了河口底边界层湍流观测后处理的综合技术方法,包括测量状态判断、数据质量检测、坐标系旋转、去除毛刺及滤波,探讨了这些处理方法中的某些步骤及处理顺序对湍流参数估算可能产生的影响,提出了综合后处理技术的准确性评估方法.该研究对于近岸海洋湍流混合、泥沙输运等重要问题的解决可以提供较为扎实的技术支持.  相似文献
2.
底边界层水沙观测系统和应用   总被引:2,自引:0,他引:2  
利用现代先进的光学和声学测量仪器(ADP、PC-ADP、ADV、OBS等),组制四角架观测系统用于底边界层的水沙观测.此观测系统既可获取垂向流速场,更可获取常规水文观测难以获取的高分辨率的近底流速、近底单点紊动过程、近底温盐沙和波浪过程.利用此观测系统于2007年8月在长江口北槽最大浑浊带内进行了实地观测.分析四角架观测数据与同步船测底部数据表明,四角架观测系统在近底(特别是底部明显分层)观测时表现出明显优势.常规水文观测测得底部含沙量一般只相当于距底70~120 cm高度含沙量;船测底部最大含沙量为5.8 kg/m 3,而架测距底30 cm处最大含沙量有25 kg/m 3;近底含沙量较高时往往出现强分层,强分层时实测距底30 cm处含沙量可达距底120 cm处含沙量的5倍;船测底部流速比架测距底30 cm处流速平均偏大45%;但距底30 cm处最大流速仍可达1.2 m/s.船测数据也验证了四角架观测数据的正确性.  相似文献
3.
珠江河口底边界层湍流特征量研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
通过高频流速仪ADV和脉冲相干声学多普勒剖面仪PC-ADP对珠江河口崖门底边界层进行了三个测次潮内(25 h)顶点连续观测,利用观测数据计算分析了潮流底边界层内的湍流特征量及其时空变化.结果表明:1)对于半日潮流占优的河口,各湍流特征量均具有明显的四分之一周日的变化规律;2)湍流强度、床底应力和摩阻流速在潮内的平均值以位于河口湾的测点所测值最大,依次向上游递减,而湍动能耗散率则沿河口湾至上游逐渐增大;3)三个测次边界层内涡动粘滞系数的平均值分别为2.42×10 -3 m 2/s、2.20×10 -4m 2/s和6.16×10 -4 m 2/s,拖曳系数的均值为7.89×10 -3、1.63×10 -3和1.99×10 -2,两者潮内的变化均非常显著,相差可达一到两个数量级;4)在充分混合的潮流底边界层内,湍动能生成与耗散基本处于局部平衡状态,三个测次湍动能耗散率均值在8.89×10 -5 W/kg~7.43×10 -6 W/kg之间.  相似文献
4.
基于ADV声学泥沙反演与扩散机制分析   总被引:1,自引:1,他引:1  
利用座底三脚架观测系统于2012年洪季对珠江黄茅海河口湾底边界层沉积动力过程进行了系统观测,建立了基于现场ADV探测的高频泥沙声学反演方法,分析了泥沙浓度、泥沙扩散通量及泥沙扩散系数随潮汐变化的特征,探讨了泥沙再悬浮的湍流猝发机制。泥沙浓度、泥沙扩散通量、涡动扩散系数及泥沙扩散系数具有明显的潮汐变化特征,主要表现为急流时较大、憩流时较小。泥沙沉降速度与泥沙浓度之间的幂函数关系可以很好地描述潮周期内沉降速度的变化。湍流猝发过程中,喷射和扫射事件是泥沙垂向扩散的主要动量来源,大振幅的猝发事件对泥沙垂向扩散具有决定性影响。  相似文献
5.
珠江河口底边界层湍流积分尺度研究   总被引:1,自引:1,他引:1  
介绍湍流积分尺度的几种常用计算方法.基于三组珠江口崖门的湍流观测资料,分别计算了一个潮周期内珠江口底边界层湍流积分尺度的变化,并对比不同计算方法的稳定性.计算结果表明,基于Taylor假定的自相关函数积分法的计算结果稳定可靠.湍流积分尺度在一个潮周期内的变化很大,积分尺度的变化与平均流的流速变化有着很好的对应关系,三个测次纵向、横向和垂向积分尺度的平均值分别约为4.9~10.4 cm、3.3~6.2 cm和4.3~5.2 cm.  相似文献
6.
通过三台ADV对珠江河口伶仃洋底边界层的Taylor假设进行了检验.实验结果表明:1)当平均流速大于0.1 m/s时,相距8 cm的两台ADV之间的空间相关系数和时间相关系数基本满足相等关系,表明Taylor假设在河口底边界层具有一定的合理性;2)空间相关系数的变化反映了湍涡最大相关尺度的变化.对于距底20 cm的底边界层湍涡,其最大相关尺度的临界值约为12 cm.超出该范围后,湍涡将不再具有相关性.  相似文献
7.
河口及近岸海域底边界层的生物地球化学过程在很大程度上影响着陆源物质的迁移转化及向海洋的输送通量,是陆海相互作用研究、海洋碳的"源、汇"研究以及氮、磷循环研究的关键。本文对河口及近岸海域底边界层生物地球化学过程研究进展进行了综述,重点介绍了底边界层中移动泥的特点和功能及微生物在其生物地球化学过程中的作用,并对今后的研究进行了展望。  相似文献
8.
沙纹微地形普遍存在于海底,沙纹的消长能改变底部应力进而影响泥沙的运移。以往研究较多侧重于波致沙纹,并已应用于波浪模式的底摩擦计算,而较少考虑波流联合效应产生的沙纹,也未将其应用于综合的水动力模式和沉积物输运模式。本文在POM水动力模式中嵌入新南威尔士大学泥沙模式,通过耦合波流共同作用的微地形模型与波流相互作用底边界层模型,发展了波浪-海流-微地形(沙纹)耦合的沉积动力模式。本文将该模式应用于澳大利亚Jervis湾,针对波主导和波流联合主导沙纹两种类型,分别进行了沙纹发展状态、几何形态的分布及悬浮泥沙的模拟。结果表明:波致沙纹比波流联合作用的沙波具有更大的波高和波长,因此当波主导时沙纹对悬浮泥沙起着关键作用。通过考虑随沙纹变化的粗糙度,相比于以往模式设置均一的粗糙度,该模型能对悬浮物浓度的骤升过程进行更精细的预测。  相似文献
9.
纪艳菊  刘淑波  齐 震 《海洋科学》2014,38(12):120-127
本文通过假定底边界层湍黏性的三次多项式参数化形式,基于简化的Navier–Stokes方程,并利用超几何方程的性质,推导出了湍流粗糙底边界层的速度解析解。同时,得到了底边界层内其他的动力参数,如底剪应力、Ekman传输、Ekman抽吸及近底部速度分布场,从理论上讨论了均匀混合底边界层特征量分布特征。通过数值结果分析,进一步得出底边界层的总速度、亏损速度及其剪应力受平均流的角频率和地球自转影响比较大;而底边界层的动力结构对于底边界层顶部粗糙度不敏感。该涡黏性模式从理论上丰富了底边界层涡黏性的形式,为底边界层的动力系统研究提供了借鉴和理论参考。  相似文献
10.
通过在珠江黄茅海河口进行的25 h定点连续观测,分析了潮流底边界层在憩流时刻的动力特征。结果表明,憩流期非恒定性增强,改变了平均流和湍流结构。主要表现:1)平均流结构出现三种不同类型,分别是对数分布(摩擦力主导)、垂向均匀分布(惯性主导)和过渡状态(摩擦力和惯性力平衡);2)湍流各向异性增强,湍谱惯性子区带宽减小。各湍流特征参数在转流时刻达到最小值,表明惯性作用抑制了湍流的发育。  相似文献
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