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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.
基于ADV声学泥沙反演与扩散机制分析   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
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
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.
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
5.
珠江河口底边界层湍流积分尺度研究   总被引:2,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.
黄海夏季典型站位的底边界层动物   总被引:1,自引:0,他引:1  
2002年8月25~26日,在黄海夏季冷水团区域内的抛锚站位(35°22′N,121°59′E),使用柱状界面采样器进行了昼夜连续取样,对底边界层动物的种类组成与昼夜丰度变化进行了研究,以获得对黄海底边界层动物的初步认识。共记录底边界层动物21种,隶属18科、19属。超底栖动物和中型浮游动物是黄海夏季底边界层动物的2个重要类群,主要种类有尖额真猛水蚤(Euterpina acutifrons)、挪威小毛猛水蚤(Microsetella norvegica)、异厚盖钩虾(Synchelidium miraculum)、双刺纺缍水蚤(Acartia bifilosa)和小拟哲水蚤(Paracalanus parvus),其丰度皆有明显的昼夜波动现象。以桡足类无节幼体为代表的小型浮游动物也是底边界层动物中不容忽视的类群之一。采集到5个黄海区的新记录物种:美丽猛水蚤(Nitocrasp.)、跛足猛水蚤(Mesochrasp.)、咸水剑水蚤(Halicyclopssp.)、掌刺梭剑水蚤(Lubbockia squillimana)和异厚盖钩虾(Synchelidi-um miraculum),显示出底边界层动物种类组成的特殊性。  相似文献
7.
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
8.
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
9.
河口物质输运、能量交换与底边界层内的水动力过程密切相关,底边界层参数 (如切应力、拖曳系数) 的确定至关重要。挪威 Nortek公司生产的新型声学多普勒流速剖面仪 AD2CP相比传统 ADCP具有高频、低噪的优点,可用于高 频 (16Hz) 流速剖面观测,而被广泛应用于底边界层观测的 ADV只能测量单点高频流速。本文采用 AD2CP在长江口南槽最大浑浊带区域进行座底式观测,并与同步近底部三脚架上 ADV的观测结果进行对比。结果表明,使用 AD2CP测得的 近底部平均流速与 ADV的测量结果吻合良好;使用惯性耗散法计算了底切应力,基于 ADV的单点高频流速数据计算结果为 2.16*10-2~5.69*10-1 N/m2,基于 AD2CP的结果为 2.09*10-2~4.26*10-1 N/m2,二者范围大致相当。在此基础上,基于AD2CP数据计算出摩阻流速为 4.55*10-3~2.06*10-2 m/s、底拖曳系数范围为 1.84*10-4~2.49*10-3,与 ADV的计算结果基本一致。此外,由于 AD2CP可以获得高频的流速剖面数据,优于单点 ADV,具备观测近底部边界层参数和边界层内湍流剖面的潜力。  相似文献
10.
本文以2018年冬季渤海海峡两个站位的定点连续观测数据为基础,使用一维参数化方案,计算了观测站位底边界层内的水平悬浮物输运通量以及推移质输运量。在参数化方案中,简化的一维对流扩散方程被用于计算底边界层内的垂向悬浮物浓度。为了验证参数化方案的可靠性,本文基于观测数据对比了两种底剪切应力计算模型、四种临界起动剪切应力计算方法和两种一维对流扩散方程解法。对比结果表明:(1)不同模型计算的底剪切应力结果相近;(2)临界起动剪切应力受到颗粒间黏性作用的影响;(3)一维对流扩散方程的求解过程需要考虑沉积物浓度的分层效应和不同粒级颗粒临界起动剪切应力的差异。基于上述对比结果确定的最优参数化方案,进一步计算了观测站位的沉积物输运量:(1)在有再悬浮的时段,距底5 m内的水平悬浮物通量占全水深悬浮物通量的比例(T01站约为21%,T02站约为17%)显著高于相同层位水通量的占比;(2)依据参数化方案估算的冬季平均的悬浮物通量比忽略底边界层悬浮物浓度垂向变化的传统方法结果高约16%;(3)推移质输运量比悬移质输运量约低两个数量级。  相似文献
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