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内潮是海洋能量级串中重要环节,对维持海洋背景层结及大尺度环流结构起着重要的作用。本文设计了粗糙地形内潮导致混合的实验方案,对内潮混合机制进行了探讨。根据混合机理将流场分为三个区域:底边界层区、近底边界层区及远离边界层区。利用PIV及ADV观测内潮流场中断面的流速,计算并对比了两者的无量纲流速振幅、雷诺剪切应力及湍耗散率。对比结果良好,实验方案可用于内潮混合的实验研究。 相似文献
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内波破碎引起的能量耗散和混合是海洋内部的重要物理过程。通过在二维内波水槽进行实验室实验,分析内波与地形的作用,探究内孤立波与平顶海山地形作用时波要素、能量以及湍耗散率的时空变化。本实验利用重力塌陷法在两层流体中制造第一模态内孤立波,通过粒子图像测速技术(particle image velocimetry, PIV)获得内孤立波与地形作用时的流场结构,定量分析整个作用过程。结果表明,地形会改变波形甚至引起破碎,内波与地形作用时,振幅和能量密度会在内孤立波爬坡时迅速增大,在地形前缘产生强烈能量耗散。入射波的能量与塌陷高度呈二次函数关系,透射波能量随地形升高减小,反射波能量随地形升高增大。地形前缘局地湍耗散率极值时间序列在部分实验中呈双峰结构,对应内孤立波界面处剪切加强引起湍流耗散和波后缘翻转破碎。破碎引起的地形前缘区域平均湍耗散率量级在10~(-5)m~2/s~3,局地湍耗散率极值与入射波振幅呈指数关系,所有实验中局地湍耗散率的最大值接近10~(-3) m~2/s~3量级。 相似文献
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