本文關(guān)鍵詞：海浪模式白浪耗散項的改進和海洋水體混合過程的研究

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【摘要】：海洋表明波浪受表面風、波波相互作用和波流相互作用的影響會產(chǎn)生破碎。在深水區(qū),波浪破碎主要以“白浪”的形式存在,其對海氣交換、波浪成長都起著至關(guān)重要的作用。尤其在極端天氣條件下,深水波浪發(fā)生破碎的頻率更高,會對波浪的傳播和發(fā)展產(chǎn)生更加顯著的影響。白浪耗散的改進研究是提高海浪模式計算精度的重要方法之一因此研究和分析波浪破碎特征,并以此為基礎(chǔ)改進海浪模式中白浪耗散項的計算,無論對提高臺風浪波要素的計算,還是對利用波流耦合模型分析臺風影響下水體混合變化都有重要的意義。本研究主要開展了以下幾方面工作：1、基于線性相位聚焦理論,在實驗室水槽生成了深水破碎波浪,詳細分析聚焦波浪傳播過程中波浪變化特征和能量轉(zhuǎn)移機制。利用實驗手段詳細分析了破碎強度、中心頻率、頻寬和譜型等參數(shù)對波面演化、波譜演化、特征參數(shù)演化的影響,并對聚焦波浪傳播過程中的能量耗散和轉(zhuǎn)移特征進行了詳細分析。進一步對波浪破碎引起的平均流速和脈動流速變化特點做了簡要分析。2、基于破碎引起的波能譜耗散規(guī)律和能量轉(zhuǎn)移特點,改進了海浪模型中白浪耗散源項的計算,提高了模型模擬臺風浪波要素的精度。波浪破碎時,能譜在頻率間的得失變化存在一定的規(guī)律,基于此對海浪模型中的白浪耗散計算公式進行了改進,并應用于實際臺風浪的計算,驗證了改進模型的優(yōu)越性和可靠性。3、基于實測和數(shù)值模擬手段,詳細分析了潮流變化、溫度分層、風速變化和旋轉(zhuǎn)風場對海洋內(nèi)部混合的影響規(guī)律和特點�；旌咸卣鲄�(shù)呈現(xiàn)出顯著的隨流變化特征,垂向上分布受溫度分層影響明顯。風速變化對海洋內(nèi)部混合的強度、深度和響應速度產(chǎn)生明顯的影響。旋轉(zhuǎn)風場對海洋內(nèi)部混合的分布有其相應的影響規(guī)律。4、利用波流耦合模型,綜合考慮潮流、溫鹽分層和臺風帶來的大風、降雨、蒸發(fā)及熱通量等因素,詳細分析了臺風過程對南海海域局部水流結(jié)構(gòu)、溫鹽結(jié)構(gòu)和海洋內(nèi)部混合特征的影響。臺風影響存在著明顯的右偏性,即對臺風路徑右側(cè)的影響強度、深度和范圍都比左側(cè)顯著。臺風過境時,在時間尺度、水平尺度和垂向尺度上對局部水流狀態(tài)、海洋上表層溫度和內(nèi)部混合變化都產(chǎn)生顯著影響。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P731.22
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本文編號：1262789