检索结果-内蒙古大学图书馆

第十一届全国流体力学学术会议

作者：余俊扬袁野平林颖典浙江大学海洋学院

内孤立波（Internal solitary waves）是一种特殊的内波，它通常具有强烈的非线性特征，在海底地形作用下会发生破碎，内波破碎后通常会导致剧烈的湍流生成，进而引发内部水体的混合和耗散过程。本文通过在实验室长直水槽中进行实验，... 详细信息

内孤立波（Internal solitary waves）是一种特殊的内波，它通常具有强烈的非线性特征，在海底地形作用下会发生破碎，内波破碎后通常会导致剧烈的湍流生成，进而引发内部水体的混合和耗散过程。本文通过在实验室长直水槽中进行实验，利用重力塌陷法生成内孤立波，放置高斯地形模拟海山地形，研究了在高斯形地形作用下内孤立波的破碎过程，使用粒子图像测速法（Particle image velocimetry, PIV）测量了内波在传播、变形、破碎过程中的速度场，并基于此计算了时均动能、涡量、湍动能以及湍动能耗散率等物理量。对于自然界中的内孤立波，由于中间密度跃层远小于水深，因此其所处的分层环境实验可简化为两层流体模型，因此在实验中设置了上下两层厚度分别为h, h的两层不同密度流体，且h

关键词：内孤立波内波破碎湍动能耗散率

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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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栅条式微涡除浊技术流场数值模拟

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环境工程学报 2023年第3期17卷 829-840页

作者：张东海弓亚栋陈作云杨柯瑶周文哲赵俊光中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070

针对铁路隧道施工废水的高精度高效率除浊需求,采用在旋流式澄清池的旋流反应区中加入栅条式微涡发生器的方式来提升设备混凝除浊效率。采用数值模拟手段分析了旋流场内加入栅条前后流场内与混凝有关的特征参数变化,并采用水力实验进行... 详细信息

针对铁路隧道施工废水的高精度高效率除浊需求,采用在旋流式澄清池的旋流反应区中加入栅条式微涡发生器的方式来提升设备混凝除浊效率。采用数值模拟手段分析了旋流场内加入栅条前后流场内与混凝有关的特征参数变化,并采用水力实验进行效果验证。结果表明,加入栅条后,混凝流场初始段的湍动动能及湍耗散明显提升,较之空池条件下分别提升19.24%、155.59%。这种变化利于混凝反应初期,药剂的充分分散,增加颗粒的初始碰撞概率。同时,栅条引入后,增加了流场内的涡旋尺度分布范围,利于流场内不同尺度颗粒完成涡旋絮凝。在原水浊度1000 NTU的条件下,带有栅条的反应器最终上清液出水浊度达37.4 NTU,絮体分形维数可达1.71,较之空池情况下有明显提升。本研究结果可为微涡旋絮凝技术用于隧道废水处理提供参考。

关键词：涡旋絮凝湍动动能湍动能耗散率数值模拟

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齿型迷宫灌水器抗堵塞性能分析与结构优化模拟

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灌溉排水学报 2019年第8期38卷 84-89,128页

作者：杨彬吴勇王建东马晓鹏王海涛张彦群莫彦中国水利水电科学研究院水利研究所北京100048 全国农业技术推广服务中心北京100125 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所乌鲁木齐830091

【目的】揭示齿型迷宫流道灌水器物理堵塞的内在流动特性成因,同步优化提出高抗堵型齿型灌水器流道结构。【方法】基于CFD数值模拟技术中的Workbench数值计算平台,对5种不同齿型流道结构(含改进后流道结构)的灌水器进行水砂两相流数值... 详细信息

【目的】揭示齿型迷宫流道灌水器物理堵塞的内在流动特性成因,同步优化提出高抗堵型齿型灌水器流道结构。【方法】基于CFD数值模拟技术中的Workbench数值计算平台,对5种不同齿型流道结构(含改进后流道结构)的灌水器进行水砂两相流数值模拟计算,分析了不同齿型结构水流流速、流道内湍动能、湍动能耗散率分布规律及物理颗粒运动轨迹等。【结果】提出了齿型流道结构优化改进方案,优化后的流道结构增加了灌水器内低速区域面积和低速区域湍动能值,区间湍动能范围同比最高提升了52%~200%,同时提高了物理颗粒的运移速率,减少了颗粒运移路程和滞留时间,提升了齿型迷宫灌水器的抗堵塞性能。【结论】齿型流道灌水器的抗堵塞性能与流道内低速区的流体速度及流道内湍动能大小分布密切相关,流速和湍动能较大的区域不易造成堵塞;湍动能最大值均出现在主流区,并且在齿尖迎水区达到最大;湍流动能耗散率分布与湍动能分布具有十分相似的规律,湍动能耗散最严重的区域分布在齿尖处,齿尖结构对灌水器的消能效果起关键性作用。

关键词：灌水器抗堵塞性能湍动能结构优化湍动能耗散率

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基于精细温度观测的南海东北部陆坡-深海盆底层湍流混合

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热带海洋学报 2022年第1期41卷 62-74页

作者：李杨黄鹏起鲁远征屈玲郭双喜岑显荣周生启张佳政丘学林热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州510301 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458 中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州510301 中国科学院南海生态环境工程创新研究院广东广州510301 中国科学院大学北京100049

南海是存在强湍流混合的边缘海之一,但前人对南海湍流混合的研究更多关注的是中上层,对底层则鲜有关注。本文基于高分辨率温度传感器于2019年5月在南海东北部22个站位海底上方0.5m处持续观测4.4d的温度数据,分析了2216~3200m深度范围内... 详细信息

南海是存在强湍流混合的边缘海之一,但前人对南海湍流混合的研究更多关注的是中上层,对底层则鲜有关注。本文基于高分辨率温度传感器于2019年5月在南海东北部22个站位海底上方0.5m处持续观测4.4d的温度数据,分析了2216~3200m深度范围内底层海水温度的时间变化特征,并探讨了地形粗糙度和内潮对底层湍流混合的影响。分析结果表明,南海东北部各站位底层海水的温度变化量级约为10^(–4)~10-^(–3)℃;温度变化趋势与正压潮变化趋势不同,温度能谱显示多数站位在全日和半日频带区间出现谱峰,温度变化更多地受斜压潮影响,全日、半日内潮起主要调制作用。陆坡-深海盆过渡区及深海盆底层的湍动能耗散率量级为10^(–10)~10^(–9)m^(2)·s^(–3),涡扩散系数量级为10^(–4)~10^(–3)m^(2)·s^(–1)。观测数据未能显示底层湍流混合与地形粗糙度存在明显的相关性。底层湍流混合的空间分布与过去观测到的南海北部深海盆内潮的南北不对称性分布一致。

关键词：底层温度湍流混合内潮湍动能耗散率涡扩散系数南海东北部

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南海中部上层海洋湍流混合的空间分布特征及参数化模型

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海洋学报 2015年第5期37卷 24-33页

作者：周宇陈桂英尚晓东梁长荣中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室广东广州510301 中国科学院大学北京100049

通过对2010年5月南海16°N和14.5°N断面的湍流微结构剖面观测资料分析,给出了南海海盆上层湍流混合空间分布特征：在16°N断面上,上层10～400m垂向平均湍动能耗散率〈ερ〉在东侧略大于西侧;相反,在14.5°N断面上,西... 详细信息

通过对2010年5月南海16°N和14.5°N断面的湍流微结构剖面观测资料分析,给出了南海海盆上层湍流混合空间分布特征：在16°N断面上,上层10～400m垂向平均湍动能耗散率〈ερ〉在东侧略大于西侧;相反,在14.5°N断面上,西侧〈ερ〉均值约是东侧〈ερ〉的4倍,其中,西侧110.5°～111°E的〈ερ〉的平均值为2.6×10^-6 W/m^3,东侧118.5°E的〈ερ〉仅为5.89×10^-7 W/m^3。通过分析细结构剪切和湍流混合的相关性,发现剪切是南海中部上层强湍流混合的主要驱动力,揭示了高模态内波破碎可能是湍流混合的主要机制。另外,研究了大洋中的3种参数化模型,发现适用于大洋近海的参数化MacKinnon-Gregg（MG）模型能较好地用浮频和剪切估算南海中部深海区上层湍流耗散率。

关键词：湍动能耗散率南海空间变化参数化模型

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渤海海峡北部非层化期海洋湍流混合的微结构特征

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海洋环境科学 2013年第2期32卷 190-195页

作者：梁书秀白波孙昭晨大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

2011年10月在渤海海峡北部利用自由沉降式湍流细微结构剖面仪TurboMAP-9进行现场观测,通过对海洋湍流微结构剖面观测资料进行分析,研究了渤海海峡北部非层化期湍流混合特征。结果表明,非层化期海峡北部为强混合区域,大多数湍混合率和热... 详细信息

2011年10月在渤海海峡北部利用自由沉降式湍流细微结构剖面仪TurboMAP-9进行现场观测,通过对海洋湍流微结构剖面观测资料进行分析,研究了渤海海峡北部非层化期湍流混合特征。结果表明,非层化期海峡北部为强混合区域,大多数湍混合率和热扩散系数在10-4～10-2量级,近底层的湍混合率较大,最大超过10-1m2/s。热扩散系数大于湍混合率,并且二者在海峡附近的值大于其在附近渤海和黄海海域的值。观测区域内湍混合率和热扩散系数的平均值分别为3.59×10-2 m2/s和8.19×10-2 m2/s。

关键词：渤海海峡湍动能耗散率热耗散率湍混合率热扩散系数

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深水波浪破碎与气体交换速率之间的关系

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海洋与湖沼 2015年第2期46卷 257-264页

作者：李竹花赵栋梁周桂地中国海洋大学海洋环境学院青岛266100

表面更新理论给出气体交换速率k与海面附近的海水湍动能耗散率呈1/4次方关系,而波浪能量耗散率Dt与湍动能耗散率密切相关。本文利用两种海浪谱耗散模型——Hasselmann模型和Phillips模型,结合深水浮标海浪频谱的观测数据计算了波浪能量... 详细信息

表面更新理论给出气体交换速率k与海面附近的海水湍动能耗散率呈1/4次方关系,而波浪能量耗散率Dt与湍动能耗散率密切相关。本文利用两种海浪谱耗散模型——Hasselmann模型和Phillips模型,结合深水浮标海浪频谱的观测数据计算了波浪能量耗散率。以前人给出的k与海面上10m高度处的风速U10关系式的平均值为标准,采用最小二乘的方法得到了k与Dt的经验关系。在此基础上,进一步利用SWAN和WAVEWATCHIII海浪数值模式计算了理想深水情况下的波浪能量耗散率,探讨了由海浪模式计算的波浪能量耗散率与气体交换速率之间的关系。结果表明,与SWAN模式相比,WAVEWATCHIII海浪数值模式结果与实际观测更为接近。

关键词：气体交换速率波浪能量耗散率湍动能耗散率 SWAN WAVEWATCHIII

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南海北部陆坡区混合过程观测

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海洋科学 2008年第12期32卷 10-16页

作者：杨丽芬田纪伟谢玲玲中国海洋大学物理海洋实验室山东青岛266003

为了解南海北部陆坡区的内部混合过程,2004年4月30日至5月1日,"延平2号"科考船在该海域利用自由沉降式的微结构剖面仪TurboMAP-Ⅱ进行了一次混合过程的直接观测。观测海区南海次表层水团和南海中层水团形成的特定温盐结构,使... 详细信息

为了解南海北部陆坡区的内部混合过程,2004年4月30日至5月1日,"延平2号"科考船在该海域利用自由沉降式的微结构剖面仪TurboMAP-Ⅱ进行了一次混合过程的直接观测。观测海区南海次表层水团和南海中层水团形成的特定温盐结构,使得150～500m之间出现盐指现象。通过对观测数据的处理和分析,研究了观测海区的湍动能耗散率、热耗散率和热扩散系数的分布以及盐指现象对混合效率的影响。观测海区的湍动能耗散率为2.0×10-10～7.8×10-7W/kg,最大值出现在上混合层;热耗散率为2.7×10-9～1.5×10-6℃2/s,最大值出现在温跃层附近。层结稳定区混合效率的平均值为0.18,与常用值0.2非常接近,盐指发生区混合效率的平均值为0.76,表明盐指现象的存在提高了混合效率。

关键词：南海北部陆坡区盐指湍动能耗散率热耗散率混合效率

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南极普里兹湾海域湍流扩散系数估计

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海洋学研究 2017年第1期35卷 14-24页

作者：丁文祥梁楚进廖光洪高立宝卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012 国家海洋局第二海洋研究所浙江杭州310012 国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061

基于Thorpe尺度方法,利用CTD数据,计算了南极普里兹湾海域的Thorpe尺度和湍流扩散系数,分析了观测区域(64°~69°S,66°~80°E)湍流翻转现象的强弱及分布。结果表明,在海底和地形粗糙区存在较大的Thorpe尺度(较强湍流翻... 详细信息

基于Thorpe尺度方法,利用CTD数据,计算了南极普里兹湾海域的Thorpe尺度和湍流扩散系数,分析了观测区域(64°~69°S,66°~80°E)湍流翻转现象的强弱及分布。结果表明,在海底和地形粗糙区存在较大的Thorpe尺度(较强湍流翻转)和湍流扩散系数,湍流扩散系数最大值能达到10^(-2) m^2/s量级,比平坦开阔海洋高2~3个数量级,部分观测站位的湍流扩散系数和湍动能耗散率表现出大-小-大的垂向分布结构,总水深较深的区域尤为明显;深水区域的浮力频率在海表面到500m层比较大,浅水区域该现象不明显;湍动能耗散率在(67.25°S,73°E)周围和经度为78°E的各站位都表现相对较大,能达到10^(-6) w/kg量级,个别站位甚至能达到10^(-5) w/kg量级。

关键词：普里兹湾 Thorpe尺度湍流扩散系数湍动能耗散率

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