检索结果-内蒙古大学图书馆

自然科学进展 2007年第3期17卷 362-369页

作者：刘志宇魏皓中国海洋大学教育部物理海洋重点实验室青岛266003

利用高频流速仪ADV在青岛外海潮流底边界层内一个周日(25h)定点连续观测的三维流速资料,计算并分析了秋末冬初潮流占优的陆架浅海潮流底边界层内湍动能耗散率和底应力的特征及其潮内变化.结果表明:(1)秋末的黄海,在一个周日内湍动能耗... 详细信息

利用高频流速仪ADV在青岛外海潮流底边界层内一个周日(25h)定点连续观测的三维流速资料,计算并分析了秋末冬初潮流占优的陆架浅海潮流底边界层内湍动能耗散率和底应力的特征及其潮内变化.结果表明:(1)秋末的黄海,在一个周日内湍动能耗散率与底应力的变化范围分别为1.8×10-8—3.4×***-1与6.6×10-4—7.5×10-1N.m-2,表明在底边界层内存在着很强的能量耗散,且湍动能耗散率与底应力在潮内的变化都非常显著;(2)在充分混合的潮流底边界层内,湍流主要由海底流速剪切生成,湍动能生成与耗散基本处于局地平衡状态;(3)对于半日潮流占优的海区,湍动能耗散率与底应力都具有明显的四分之一周日的变化规律;(4)观测期间,海底以上0.45m处的拖曳系数的平均值Cd(0.45)为0.0017(对应于海底以上1.0m处的拖曳系数的平均值Cd(1.0)为0.0015),但拖曳系数存在着显著的变化(变化范围为0.0005—0.0082);平均的海底粗糙度为2.8×10-5m.

关键词：底边界层湍动能耗散率底应力 ADV 黄海

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PIV图像处理算法在湍动能耗散率计算方面的比较

PIV图像处理算法在湍动能耗散率计算方面的比较

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第十一届全国流体力学学术会议

作者：王贵超王连平南方科技大学前沿与交叉科学研究院南方科技大学工学院力学与航空航天系

湍动能耗散率是反应湍流对过程工业影响的重要参数,决定了湍流场中气泡破碎聚并等现象。而湍动能耗散率在实验中不能直接测量,最精确的方法是根据耗散率的定义通过计算脉动速度的9个梯度求得。由于湍动能耗散率主要由湍流耗散尺度决定,... 详细信息

湍动能耗散率是反应湍流对过程工业影响的重要参数,决定了湍流场中气泡破碎聚并等现象。而湍动能耗散率在实验中不能直接测量,最精确的方法是根据耗散率的定义通过计算脉动速度的9个梯度求得。由于湍动能耗散率主要由湍流耗散尺度决定,这决定了湍流场测量要达到Kolmogorov尺度。相关法是处理PIV图片计算流场比较常用的方法,由于要求询问区至少包含5-15个示踪粒子,决定了相关法所计算的流场空间分辨率不高。光流法是近几年发展起来的PIV图片处理算法,可以根据单像素点亮度梯度的变化,计算此像素点处对应的流体速度,实现高分辨率湍流场测量。光流法存在受图片质量噪音影响大,算法不稳定等问题。混合法有效结合相关法和光流法的优点,同时实现流场像素级分辨率测量和不受PIV图片质量影响。本文比较这三种方法在湍动能耗散率计算方面的优劣。基于DNS计算得到均匀各向同性湍流的瞬时流场,以此作为已知流场,处理PIV原始图片,得到下一时刻PIV人造图片。使用这三种方法处理这一对图片,得到的速度场和耗散率场与DNS结果进行比较。

关键词：湍动能耗散率相关法光流法混合法

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夏季长江口海域溶解氧垂向输运及对低氧区演变的作用

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海洋湖沼通报(中英文) 2025年第02期 85-92页

作者：裴生鑫李博王寇王鹏皓浙江海洋大学海洋科学与技术学院中国海洋大学海洋与大气学院国防科技大学气象海洋学院

本文基于2019年7月在长江口科学考察实验研究夏季航段（NORC2019-03-02）中获得的连续观测数据，分析了该海域的水文环境要素分布，并进一步估算了日周期内溶解氧跨跃层垂向输运。本次观测发现水体的水文环境要素分布具有明显的分层结... 详细信息

本文基于2019年7月在长江口科学考察实验研究夏季航段（NORC2019-03-02）中获得的连续观测数据，分析了该海域的水文环境要素分布，并进一步估算了日周期内溶解氧跨跃层垂向输运。本次观测发现水体的水文环境要素分布具有明显的分层结构，潮流的变化不但影响着水文要素的分布，同时也会造成水体跃层位置的变化。通过计算得到水体浮性频率的平方N2、湍动能耗散率ε和垂向湍扩散系数kz的分布情况。最后通过一维溶解氧垂向输运方程计算得到日周期内跨跃层输运的溶解氧量为1.74 mmol/（m2·d）,引入底沉积耗氧与水体耗氧，进一步解释说明了长江口低氧现象的主要原因之一是水体的层化现象。

关键词：长江口水文环境湍动能耗散率垂向湍扩散系数溶解氧垂向输运

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磨刀门河口环流与咸淡水混合层化机制

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水科学进展 2017年第6期28卷 908-921页

作者：吕紫君冯佳佳郜新宇汪玉平张梦茹孔俊河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点试验室江苏南京210098 南京市水利规划设计院股份有限公司江苏南京210006 南京信息工程大学江苏南京210044

为研究磨刀门盐水混合层化特征,基于SCHISM模型,建立了三维盐度数值模型,根据实测资料对其进行验证。结合水体势能异常理论,对枯季磨刀门河口混合层化的时空变化特征及深槽与浅滩的层化机制差异进行分析。结果表明:磨刀门河口小潮时水... 详细信息

为研究磨刀门盐水混合层化特征,基于SCHISM模型,建立了三维盐度数值模型,根据实测资料对其进行验证。结合水体势能异常理论,对枯季磨刀门河口混合层化的时空变化特征及深槽与浅滩的层化机制差异进行分析。结果表明:磨刀门河口小潮时水体层化最强,中潮时水体层化最弱,且拦门沙至挂定角段水体层化始终较强。磨刀门深槽水体层化主要受纵向平流、纵向水深平均应变和垂向混合影响,而浅滩水体层化则受横向平流、横向水深平均应变和垂向混合影响;磨刀门河口表、底层水体湍动能耗散率较高,而中间水层存在低耗散区,且涨潮时湍动能耗散率比落潮时大。

关键词：混合与层化势能异常河口环流湍动能耗散率磨刀门河口

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摇瓶反应器中流体流动的CFD数值模拟

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化工学报 2009年第4期60卷 878-885页

作者：李晶詹晓北刘天中郑志永齐祥明江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 中国科学院青岛生物能源与过程研究所山东青岛266071 中国海洋大学食品科学与工程学院山东青岛266003

针对250ml摇瓶在回转式摇床上的流体流动,基于VOF模型、RNG k-ε湍流模型结合建立了描述摇瓶液体的流体动力学模型,并利用计算流体力学软件FLUENT和动网格技术对其进行了数值模拟。考察了不同转速和不同装液量条件的摇瓶内液体的流动状... 详细信息

针对250ml摇瓶在回转式摇床上的流体流动,基于VOF模型、RNG k-ε湍流模型结合建立了描述摇瓶液体的流体动力学模型,并利用计算流体力学软件FLUENT和动网格技术对其进行了数值模拟。考察了不同转速和不同装液量条件的摇瓶内液体的流动状态,液相形状变化,液面高度,气液接触面积,液体总表面积的变化。模拟计算结果给出不同操作条件对湍流参数(湍流强度、湍动能、湍动能耗散率)和溶氧传质系数的影响,获得了湍动能耗散率与摇瓶转速和装液量之间的关联式。

关键词：摇瓶 CFD模拟动网格气液界面面积湍动能耗散率

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折板型竖井湍流耗散及消能机理分析

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东南大学学报（自然科学版） 2020年第3期50卷 471-481页

作者：杨乾杨庆华西南交通大学土木工程学院成都610031

为了研究泄流过程中折板型竖井的湍流耗散特性及消能机理,对9种不同体型的竖井开展水力模型试验与数值模拟,分析不同流量下竖井内湍动能、湍动能耗散率和水动力荷载分布规律,建立折板消能计算模型,探究竖井消能机理.结果表明:折板间距... 详细信息

为了研究泄流过程中折板型竖井的湍流耗散特性及消能机理,对9种不同体型的竖井开展水力模型试验与数值模拟,分析不同流量下竖井内湍动能、湍动能耗散率和水动力荷载分布规律,建立折板消能计算模型,探究竖井消能机理.结果表明:折板间距过密或过疏均不利于竖井的泄流和消能,在设计流量下竖井内的流态为自由跌水流时,对应的最小折板间距为最优结构设计;10°折板倾角可提升竖井的消能效果,并减小折板上水动力荷载;建立的折板消能计算模型可较为准确地计算自由跌水流态下的消能率;竖井消能方式分为入口消能、折板消能和井底消能,不同流量下各种消能方式的能耗占比不同,小流量时以折板消能为主,随着流量的增加,入口消能和井底消能的能耗占比随之增大.

关键词：折板型竖井湍动能湍动能耗散率消能率消能计算模型消能机理

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变性绕极深层水入侵时南极普里兹湾湍流混合特征研究

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海洋学报 2021年第3期43卷 1-12页

作者：胡俊洋梁楚进蔺飞龙自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012

基于中国第28、29和31次南极科学考察中的CTD数据,利用Thorpe尺度方法计算了普里兹湾及其附近海域湍动能耗散率,分析了其分布特征,并对当地的水团结构进行研究。结果表明,普里兹湾及其附近海域中,前两个航次观测中次表层湍动能耗散率强... 详细信息

基于中国第28、29和31次南极科学考察中的CTD数据,利用Thorpe尺度方法计算了普里兹湾及其附近海域湍动能耗散率,分析了其分布特征,并对当地的水团结构进行研究。结果表明,普里兹湾及其附近海域中,前两个航次观测中次表层湍动能耗散率强度在陆架坡折区域达到最大。在水团分布方面,在第28和29航次中均观测到了变性绕极深层水陆架入侵现象,水团分别向上涌升至海表以下100 m和200 m深度,向南均可达到67.5°S处。普里兹湾陆架坡折区域次表层湍动能耗散率强度分布与当地水团结构存在良好对应关系。研究认为变性绕极深层水入侵陆架,会使该深度水体变得不稳定,发生水体交换现象,最终造成该区域湍流混合强度加强。

关键词：普里兹湾湍动能耗散率水团结构变性绕极深层水入侵

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渤海弱层化期湍流混合观测特征分析

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海洋学报 2020年第3期42卷 1-9页

作者：徐鹏昭杨伟赵亮魏皓聂红涛天津大学海洋科学与技术学院天津300072 天津科技大学海洋与环境学院天津300457

利用2017年9月在渤海共享航次中取得的湍流混合直接观测数据,本文研究了渤海海域湍流混合的空间分布特征及有关的影响因素。9月观测海区水体垂向层结较弱,莱州湾受黄河冲淡水影响出现高温低盐结构,位于渤海中央浅滩南北两侧洼地的双中... 详细信息

利用2017年9月在渤海共享航次中取得的湍流混合直接观测数据,本文研究了渤海海域湍流混合的空间分布特征及有关的影响因素。9月观测海区水体垂向层结较弱,莱州湾受黄河冲淡水影响出现高温低盐结构,位于渤海中央浅滩南北两侧洼地的双中心冷水结构依旧存在。湍流观测结果表明湍动能耗散率在10^-9~10^-5W/kg之间变化,统计上满足对数正态分布。耗散率强值区出现在辽东湾及渤海湾湾口近岸处,相应的垂向湍扩散系数约为10^-6~10^-2m^2/s。垂向上,水体表、底层混合较强,进一步研究发现弱层化水体的平均湍动能耗散率〈ε〉与风速和正压潮流速的大小存在正相关关系。另一方面,耗散率ε与浮性频率N近似满足ε=2.0×10^-8+3.0×10^-7(N^2/N0^2)^-5的拟合函数关系,反映了层化对水体垂向混合的抑制作用。

关键词：湍动能耗散率垂向湍扩散系数渤海

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马里亚纳海沟万米级水文观测研究

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海洋与湖沼 2021年第5期52卷 1075-1087页

作者：马克陈朝晖李卓然宋振杰袁志伟武斌焦强王志民中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室/深海圈层与地球系统前沿科学中心青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室青岛266237 中国海洋大学船舶中心青岛266100

深渊观测是开展深渊科学研究的前提。文章介绍了2020年7月“东方红3”船在马里亚纳海沟“挑战者深渊”附近完成的一次海洋调查。基于船载温盐深综合剖面测量系统获取的万米级剖面数据,分析全海深的温盐性质,并依据Thorpe尺度方法和细尺... 详细信息

深渊观测是开展深渊科学研究的前提。文章介绍了2020年7月“东方红3”船在马里亚纳海沟“挑战者深渊”附近完成的一次海洋调查。基于船载温盐深综合剖面测量系统获取的万米级剖面数据,分析全海深的温盐性质,并依据Thorpe尺度方法和细尺度参数化方法,进一步估算不同深度层的湍动能耗散率。结果表明:“挑战者深渊”的深层海水十分稳定,3000-5000 dbar的温盐特征与下层绕极水相同;受弱层结背景下的内潮影响,5000-8000 m的耗散率显著提升。本次调查获取的万米级水文剖面为马里亚纳海沟的深渊探索提供了数据方面的支撑。

关键词：马里亚纳海沟挑战者深渊温盐性质湍动能耗散率

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波浪破碎下湍流混合的实验研究

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海洋与湖沼 2021年第3期52卷 551-561页

作者：牟海迪刘云龙袁媛鞠莲刘娟孟静陈旭中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室青岛266003 国家海洋局北海环境监测中心青岛266033 北京应用气象研究所北京100029 中国海洋大学海洋与大气学院青岛266100

波浪破碎过程产生的湍流动量和能量垂向输运对于加快海洋上混合层中垂向混合具有显著效果。采用二维实验室水槽中对波浪破碎过程进行模拟。对采集的波浪振幅时间序列采用希尔伯特变换定位破碎波位置,波浪的破碎率随有效波高的增加而增大... 详细信息

波浪破碎过程产生的湍流动量和能量垂向输运对于加快海洋上混合层中垂向混合具有显著效果。采用二维实验室水槽中对波浪破碎过程进行模拟。对采集的波浪振幅时间序列采用希尔伯特变换定位破碎波位置,波浪的破碎率随有效波高的增加而增大,波浪谱分析得到的波浪基本周期与有效周期结果相似。实验中采用粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)计算波浪破碎过程中湍动能耗散率的空间分布。湍流强度与波浪的相位密切相关,波峰位置处湍流活动最为剧烈,而且波峰位置处湍流混合区内湍动能耗散率量值的垂向分布基本保持不变,即出现“湍流饱和”现象,湍流影响深度可以达到波高的70%—90%。计算湍流扩散系数的垂向分布发现,湍流扩散在混合区上部随深度的增大以指数函数的形式增加,在混合区下部趋于稳定。作为对比,在相同位置处对声学多普勒流速测量仪(acoustic Doppler velocimeter,ADV)测量的单点流速做频谱分析,发现与该位置处PIV湍动能耗散率结果量级处于同一水平,进一步验证了实验结果的准确性。

关键词：波浪破碎湍动能耗散率湍流扩散系数

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