海洋内波测量技术研究

海洋内波同海洋表面波一样也是海水运动的重要形式。本文着重介绍了对海洋内波进行测量和研究的重要性、海洋内波的生成机理、海洋内波所独有的特殊性质以及如何测量海洋内波的一些想法。     

周期性内波与潜体相互作用的试验研究

对密度分层流体中周期性内波与水下Suboff潜艇模型的相互作用进行了试验研究.采用摇板方法进行了内波造波试验,对内波的波高和周期进行了测量分析,获得了内波波高与周期之间的对应关系;利用三分力天平对潜体模型在内波作用下的受力进行了测量分析,获得了潜体的内波波浪力随潜深以及周期性内波作用的变化规律.试验结果表明:内波波高、周期对潜体所受的波浪力有显著影响:潜体受到的内波波浪力与潜体在内波流场的相对位置密切相关,其水平力、垂直力和垂向力矩在不同的潜深处呈现不同的特点.     

有限深分层流体中运动物体尾流生成内波的一种移动脉动源方法

分层流体中运动物体激发的内波可分为两类,一类是体效应内波,另一类是尾流内波。对于体效应内波,理论研究趋于成熟;而对于尾流内波,主要以实验研究为主,理论分析相对欠缺。该文采用一种移动脉动源来模拟分层流体中运动物体的尾流效应,结合内波本征值问题及Fourier变换等方法,得到了计算有限深分层流体中移动脉动源生成内波垂向位移场的表达式。此法适用于有限深度中的任意分层流体。利用该理论模型,对Robey实验条件下的密度分层流体进行了数值模拟。重点从波系和波形分析文中解释了实验中存在的两个现象:即物体高速运动时横波系的存在和散波系的分离。针对运动波形,进行了数值和实验结果比较,表明了所建模型的合理性与有效性。     

基于非线性薛定谔方程的高分三号图像内波参数反演

高分三号(GF-3)SAR遥感卫星的发射为内波的深入研究提供了丰富图像资料,利用其高空间分辨率和大幅宽成像的优势,能够对南中国海东沙岛附近的内波开展振幅和波速的高精度反演。采用高阶完全非线性薛定谔方程描述内波,建立反演振幅和波速的模型。收集2017年5月至8月南海东沙岛附近的GF-3遥感图像,探究南海陆坡处内波的振幅和传播速度演变。理论模型计算出的结果与2013年该研究区域的实测数据对比,发现反演振幅大小基本与实测相近。内波自东向西传播过程中,水深变浅,非线性作用增强,频散作用减弱,振幅和传播速度都不断减小。这为定量研究内波的能量输送、耗散以及未来的预报工作提供依据。     

一种新的沉积构造——类羽状交错层理

羽状交错层理由倾向相反的两组纹层组成,中间一般不发育隔层,主要形成于滨海(湖)环境.在宁夏香山群第二亚群发现了类似沉积构造,但两组纹层之间却发育有规模较大的隔层.前人研究认为,该套地层主要形成于浊流环境,尽管存在分歧,但较深的水体环境是勿庸置疑的.这与羽状交错层理形成的环境完全不同,故将其命名为类(似)羽状交错层理.目前似乎只有内波沉积理论能够较为圆满地解释深水环境中这种特殊的牵引流沉积现象.     

无流存在下三层密度分层流体界面内波三阶Stokes解

以小振幅波理论为基础,利用摄动方法研究了三层密度分层流体的界面内波,给出了各层流体速度势的三阶渐近解及界面内波波面位移的三阶Stokes波解。结果表明：界面内波波面位移的三阶Stokes波解描述了界面波的三阶非线性修正及两界面波之间的三阶非线性相互作用;波速不仅取决于波数和各层流体的厚度,而且还与波幅有关。     

孤子内波对声场水平纵向相干特性的影响

运用抛物方程计算模型,研究了浅海孤子内波对声场水平纵向相干特性的影响。仿真结果表明,孤子内波会引起水平纵向相关系数随时间出现起伏。起伏的幅度与收发深度有关,起伏周期与孤子内波的传播速度有关。理论分析给出了在孤子内波的传播方向与水平阵平行时,水平纵向相关系数随时间变化的简明表达式。     

浅海内波对环境噪声水平方向凹槽的影响

典型夏季海洋环境噪声垂直指向性水平方向经常出现一显著凹槽。采用三维声速场海洋环境噪声理论模型,分析了各阶简正波对垂直指向性的贡献,指出不同阶简正波的贡献不同,高阶简正波是形成水平方向凹槽的主因,低阶简正波起填补环凹槽的主要作用,无内波时海面噪声源激发低号简正波的能量较低,填补能力较差,水平凹槽显著;内波活动期,内波改变了声信号的传播路径,引起不同阶简正波耦合,低号简正波能量增强,其填补噪声水平凹槽的作用明显加强,高阶简正波能量减少,凹槽变浅。还探讨了凹槽填补程度与内波强度之间的关系,以及有内波时环境噪声垂直指向性随时间的变化。     

两层流体中潜艇水下运动尾迹的数值模拟

本研究使用基于RANS方程和VOF方法的非定常粘性数值方法对潜艇在两层流体中水下运动时的尾迹特征进行了探索性研究,成功的模拟出潜艇水下运动产生的表面波和内波,数值计算结果与理论分析和文献研究结果基本一致。