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《中国科学院研究生院(海洋研究所)》 2005年
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N层密度分层流体界面波的研究

陈小刚  
【摘要】:发生在密度分层流体界面处的界面波在海洋、湖泊中并不少见,它的研究不仅对与自身相关的现象有重要意义,而且还对人们了解一般的三维海洋内波及海洋内波在海洋内部质量、动量、能量等交换过程、海洋内部混合、环境和气候变化中的作用,内波与其它多尺度海洋波动间的相互作用(如:内波-表面波、内波-流、内波-涡间的相互作用等,特别是对大尺度过程的作用和贡献)、海洋工程和海洋军事等具有指导意义。界面波通常借助于两层模型来研究。但在真实的海洋内部,密度成层现象有时非常复杂。因此,开展多层密度成层水域界面波研究非常必要。 本文以小振幅波理论为基础,利用摄动方法研究了二维和三维情形下密度呈N 层成层、无旋、无粘不可压流体界面波。首先,得到了二维情形下没有背景流场时各界面波的二阶 Stokes 波解,研究表明:各界面波一阶解为线性波解,二阶解是由一阶解及界面波二阶非线性修正和界面波之间二阶非线性相互作用所确定,所给出的一阶和二阶解均依赖于各层流体的密度与厚度。波动频散关系是关于频率 ω~2的 N -1阶多项式,它的解对应于 N -1个界面波运动模态。然后,导出了二维情形下有背景流场存在时各界面波的二阶渐近解,研究了背景流场对一阶和二阶 Stokes 波解的修正。最后,给出了三维情形下无背景流场时各界面波的二阶随机波解,并指出:一阶解是许多具有不同振幅、波数和频率的波分量的线性叠加;二阶解是由一阶解及二阶渐近方程的解确定;二阶渐近方程的解描述了位于同一密度界面上波分量的二阶非线性修正及二阶非线性相互作用和相邻密度界面上波分量的二阶非线性修正和二阶非线性相互作用;一阶解及二阶解均依赖于各层流体的厚度和密度。此外,还说明一些已有的相关结果均可看作是本文结果的特例。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:P731.22

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【引证文献】
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2 吴正人;非平整底部上非线性波的生成演化规律研究[D];华北电力大学(河北);2008年
3 杨红丽;两层流体界面内波的色散和非线性特征研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年
4 刘永军;地转对海洋内波的影响研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年
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1 张海涛;地转效应对非线性表面波的影响[D];内蒙古大学;2010年
2 李明远;具有一类剪切背景流的强非线性长波[D];内蒙古大学;2012年
3 徐鑫哲;内波生成机理及二维内波数值水槽模型研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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【共引文献】
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9 尤云祥;徐杰;魏岗;常煜;张军;赵峰;;线性连续分层流体中水波与截断圆柱浮体的相互作用[J];船舶力学;2007年05期
10 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;周德才;;海浪非线性行为的参数化表征[J];船舶力学;2008年02期
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1 高振中;何幼斌;李向东;;中国地层记录中的内波及内潮汐沉积研究[A];第十一届全国古地理学及沉积学学术会议论文集[C];2010年
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3 李家春;程友良;范平;;海洋内波与海洋工程[A];祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集[C];2004年
4 李家春;;中国力学学会50年[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
5 尤云祥;魏岗;胡天群;;船舶与海洋工程内波水动力学试验平台[A];第七届全国实验流体力学学术会议论文集[C];2007年
6 郑沛楠;宋翔洲;陈学恩;;2008年初中国南方地区雪灾成因分析[A];“2010年北京气象学会中青年优秀论文评选”学术研讨会论文集[C];2011年
7 朱颖;陆毅;俞立军;李汉荣;牛红光;;海洋战场环境融合显示技术的研究[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
8 马润赓;李喆;刘少峰;;卫星遥感与海洋战场环境空间框架的建设[A];中国测绘学会九届三次理事会暨2007年“信息化测绘论坛”学术年会论文集[C];2007年
9 孙敏;;海洋环境文化建设初探[A];中国海洋学会2007年学术年会论文集(下册)[C];2007年
10 郑沛楠;闻斌;张勇;王彦磊;;海冰灾害风险分析[A];“中国视角的风险分析和危机反应”——中国灾害防御协会风险分析专业委员会第四届年会论文集[C];2010年
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1 谷海峰;密度锁内水力特性的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王升飞;密度锁机理研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 唐艳红;基于航海雷达的海浪遥测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 余枫;海上搜救模拟器中近海溢油的实时仿真与可视化研究[D];大连海事大学;2010年
5 陈春涛;多传感器卫星数据黑潮变异研究[D];中国海洋大学;2010年
6 李晓明;ENVISAT卫星ASAR波模式数据海浪反演算法研究[D];中国海洋大学;2010年
7 胡利民;大河控制性影响下的陆架海沉积有机质的“源—汇”作用[D];中国海洋大学;2010年
8 徐洪梅;水下非均匀光场的目标探测研究[D];中国海洋大学;2009年
9 王云飞;东海赤潮监测卫星遥感方法研究[D];中国海洋大学;2009年
10 张鑫;深海环境及深海沉积物拉曼光谱原位定量探测技术研究[D];中国海洋大学;2009年
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1 单瑞;基于GPS单点测速的海浪及潮位测量应用研究[D];山东科技大学;2010年
2 孟扬;浮子式波浪发电装置设计及其功率特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 时磊;半潜平台动力定位系统的评估及优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 康万军;波浪经过斜坡潜堤后的传播变化规律研究[D];长沙理工大学;2010年
5 元萍;船舶走航式波浪测量系统研究[D];中国海洋大学;2010年
6 霍军;海域承载力影响因素与评估指标体系研究[D];中国海洋大学;2010年
7 张乐;合成孔径雷达图像用于海岸线检测[D];中国海洋大学;2010年
8 李佩佩;黄河口及黄、渤海溶存甲烷和氧化亚氮的分布与释放通量[D];中国海洋大学;2010年
9 王娟;波浪浮标传感器综合测试系统[D];中国海洋大学;2010年
10 杨光;基于分数阶傅立叶变换的水声信道多参数估计算法研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
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1 尤云祥;徐杰;魏岗;常煜;张军;赵峰;;线性连续分层流体中水波与截断圆柱浮体的相互作用[J];船舶力学;2007年05期
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3 陈倩,黄大吉,章本照,王敏芳;浙江近海潮汐的特征[J];东海海洋;2003年02期
4 李子良;;三维分层流动过双山脉地形激发的大气船舶重力波动力学理论和数值试验[J];地球物理学报;2007年01期
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9 王补宣,杜小泽;细竖管内流动凝结液膜的稳定性分析[J];化工学报;2000年01期
10 杨树珍;我国内波研究取得新进展[J];海洋信息;1994年06期
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1 尤云祥;魏岗;胡天群;;船舶与海洋工程内波水动力学试验平台[A];第七届全国实验流体力学学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 魏岗;分层流体中运动潜体生成的内波以及内波的垂向结构研究[D];上海大学;2004年
2 申辉;海洋内波的遥感与数值模拟研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2005年
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4 程永舟;波浪与多孔介质相互作用的水动力特征研究[D];大连理工大学;2007年
5 石强;分层流体中浮式结构物水动力特性研究[D];上海交通大学;2008年
6 刘永军;地转对海洋内波的影响研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年
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1 刘碧涛;内孤立波与深海立管相互作用数值模拟研究[D];上海交通大学;2011年
2 沈国瑾;陆架陆坡区初始内孤立波分裂的研究[D];中国海洋大学;2004年
3 李海艳;利用合成孔径雷达研究海洋内波[D];中国海洋大学;2004年
4 白晔斐;两层流体界面孤立子内波演变过程数值研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2005年
5 豆福全;非线性演化方程的几种求解方法研究[D];西北师范大学;2005年
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9 何景异;深海平台内波运动响应研究[D];上海交通大学;2008年
10 张齐焰;非线性波浪冲击透空结构物数值模拟[D];浙江大学;2008年
【二级引证文献】
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1 李欢;吕宋海峡M_2内潮生成与传播数值模拟研究[D];中国海洋大学;2010年
2 马树青;海洋内波对声传播的影响[D];哈尔滨工程大学;2007年
3 张海涛;地转效应对非线性表面波的影响[D];内蒙古大学;2010年
4 赵万里;非传统地转近似下具有背景流的海洋内波[D];内蒙古大学;2010年
5 麦丽开·麦提斯迪克;椭圆偏振激光场中产生正负电子对几率的一些研究[D];新疆大学;2012年
6 李德磊;南海西北部内孤立波的数值模拟研究[D];中国海洋大学;2012年
【二级参考文献】
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9 杨树珍;我国内波研究取得新进展[J];海洋信息;1994年06期
10 杜涛,吴巍,方欣华;海洋内波的产生与分布[J];海洋科学;2001年04期
【相似文献】
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2 张登霞,李国豪,周之洪,邵丙璜;材料强度在爆炸焊接界面波形成过程中的作用[J];力学学报;1984年01期
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4 黄广伦;赵凤明;;ZnO/金刚石/硅高频界面声波器件研究[A];2007’促进西部发展声学学术交流会论文集[C];2007年
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6 郭建鹏;万卫星;;热层密度半年变化的纬度依赖性[A];中国地球物理学会第二十三届年会论文集[C];2007年
7 关尚哲;刘润生;张杭永;车龙泉;赵妍;陆帅;;4/40mm钛/钢复合板探伤界面波与结合强度的研究[A];第二届层压金属复合材料生产技术开发与应用学术研讨会文集[C];2010年
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2 记者 易军魁;孔玉芳会见日本众议院议员二阶俊博[N];河南日报;2009年
3 孙晓蓉张齐;戴秉国在筑会见二阶俊博一行[N];贵州日报;2007年
4 龚立仁;邵琪伟举行早餐会欢迎二阶俊博一行[N];中国旅游报;2008年
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6 胡亚东;一个多样性的学人[N];科技日报;2001年
7 赵垒;邵琪伟会见二阶俊博、漆原良夫[N];中国旅游报;2007年
8 李诗佳;贾庆林会见日本自民党总务会长二阶俊博[N];人民日报;2007年
9 陕西 瞿贵荣;ZEW-7559型二阶渐亮电话灯电路[N];电子报;2008年
10 刘东凯;贾庆林会见日本自民党总务会长二阶俊博[N];人民日报;2008年
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1 陈小刚;N层密度分层流体界面波的研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2005年
2 刘占阁;波浪作用下海床累积孔隙水压力响应与液化分析[D];大连理工大学;2008年
3 魏岗;分层流体中运动潜体生成的内波以及内波的垂向结构研究[D];上海大学;2004年
4 王为民;二阶Hamilton系统与二阶常微分方程同宿轨道的存在性[D];浙江大学;2002年
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6 陈徐均;浮体二阶非线性水弹性力学分析方法[D];中国船舶科学研究中心;2001年
7 刘坚;基于结构极限承载力的轻型钢框架结构的计算理论及应用研究[D];重庆大学;2003年
8 刘孝娟;光电材料(包括二阶非线性光学材料、双光子吸收材料及发光材料)的分子设计研究[D];吉林大学;2004年
9 傅湘陵;连续和离散动力系统中两类方程的复杂动态[D];湖南师范大学;2010年
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1 王雷;层状电磁弹性材料中几种波的传播问题及频散关系研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
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3 孙元功;Riccati技术在二阶时滞微分方程和二阶矩阵微分系统中新的应用[D];曲阜师范大学;2001年
4 匡林林;二阶系统解耦的数值算法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 宫衍香;二阶后牛顿光线方程[D];南京师范大学;2004年
6 尹晓军;Poiseuille流背景下的强非线性长波[D];内蒙古大学;2009年
7 肖春霞;二阶双曲型问题C~0有限元的构造及其超收敛[D];湖南师范大学;2002年
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