收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

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

魏岗  
【摘要】:本论文采用理论分析和实验模拟相结合的方法研究了分层流体中运动潜体所产生的线性Kelvin界面波、平孤立内波以及代数孤立波,初步阐明了运动源致内波的特定结构及其对自由面产生的影响,为基于内波动力学原理的非声学探测进一步提供了一些科学依据。 论文的创新点及主要结果如下: 第一、提出了源汇叠加Green函数的后处理方法,该法简洁、直观,并易于推广应用到求解分层流体中多体和复杂形状物体运动的波动问题;首次探讨了两层流体系统中运动偶极子产生的波模式间的相互作用对自由面辐散场的影响,理论分析表明:当上下层流体密度跃变较大、潜体接近于界面、且Froude数Fr接近于临界值Fr_n时,两种波模式对自由面辐散场的影响程度趋于接近,并求得了两种波模式对自由面辐散场的贡献完全等同的特征Froude数Fr_s;首次获得了小密度差情形的可解性条件和一致有效的二阶波动解,并在密度比趋近于1的极限情形下,证明了不存在使界面波幅无穷大的内波模式,且高阶解退化为均质流体中Newman的二阶自由面波动解;所进行的实验模拟定性地证实了上述理论分析结果。 第二、首次建立了运动潜体与共轭流动相互作用的理论模型,提出了具有弱非线性弱色散平孤立内波的特征判据,数值试验表明:(a) 在三层流体底边界运动的二维潜体,其生成的共轭流以两界面同向上凸的形态最为显著:(b) 共轭流的分叉解比没有运动潜体时增多,但在相对稳定的系统状态下,满足特征判据的流动总是唯一的;将上述模型推广到含自由面的两层共轭流模型,数值分析结果与用fKdV方程所作的理论预测相吻合;利用上述思想建立了台阶地形与共轭流动相互作用的理论模型,数值分析结果与直观物理图像相吻合;实验模拟定性地证实了相关的理论分析结果。 第三、首次获得了满足二维Benjamin-Ono方程的代数孤立波准确解,它比一维代数孤立波波长更短,波幅更高;应用射线理论和WKB方法分析了弱非线性长波的垂向传播特性,指出:密度跃变的增强伴随着内波低阶模态向高阶模态的转 变,而高阶模态射线在跃层中心区域的弯折是导致界面不稳定的重要因素。 第四、首次在实验室模拟中观察到两种特殊的波动现象,定性地验证了理论 预测,它们是:(a)对在两层流体系统中运动的潜体,随着Froude数减小,界面 Kelvin波的侧波波幅减小,横波波幅增大,随着两类波的合并,波动以横波传播, 波幅逐渐减小,直至消失;(b)对在三层流体系统中运动的二维柱体,随着Froude 数增加,存在四种界面波动形态:“阻塞”态、规则波、过渡态和非规则波,其中 平孤立波出现在过渡态,具有最大波幅。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 丁勇;段菲;韩盼盼;牛明昌;;两层流中潜体运动与诱发内波特征关系研究[J];船舶力学;2016年05期
2 王进;尤云祥;胡天群;朱敏慧;王小青;魏岗;;密度分层流体中不同长径比拖曳潜体激发内波特性实验[J];科学通报;2012年08期
3 姚金伟;蔡泽伟;徐永春;;不同分层流体中内波对潜体作用力的比较[J];浙江大学学报(理学版);2010年03期
4 杜明明;尤云祥;魏岗;缪国平;;有限深两层流体中振荡球形潜体的水动力特性[J];自然科学进展;2007年05期
5 尤云祥;杜明明;魏岗;;两层流体中振荡水平圆柱潜体水动力特性[J];海洋工程;2007年03期
6 盛立;王冲;刘巨斌;;两层介质中运动潜体内波的数值计算[J];舰船科学技术;2016年17期
7 庄勤珠;论白居易《效陶潜体诗十六首》[J];长春工程学院学报(社会科学版);2004年02期
8 郭莎;;白居易《效陶潜体诗十六首》创作心理分析[J];牡丹江师范学院学报(哲学社会科学版);2011年02期
9 王进;尤云祥;胡天群;王小青;朱敏慧;;具有密度跃层分层流体中回转体激发内波特性实验[J];物理学报;2012年07期
10 郭莎;;论白居易《效陶潜体诗十六首》[J];牡丹江大学学报;2011年06期
11 项伟征,沈国光;分层流体中潜体内波尾迹形态的初步分析[J];船舶力学;2005年04期
12 武军林;魏岗;杜辉;;下凹内孤立波流场与横置细长潜体相互作用特性的实验研究[J];水动力学研究与进展(A辑);2017年05期
13 冯学知,缪泉明,蒋强强;近水面波浪力作用下潜体的非线性运动响应[J];中国造船;1996年03期
14 井山;;双潜体水翼船[J];现代舰船;1995年01期
15 左超慧;;从《效陶潜体诗十六首》看白居易对酒的体认[J];青年文学家;2011年24期
16 李庆昕;宁德志;滕斌;;多个淹没水平圆柱诱发高阶谐波特性的数值与试验研究[J];海洋学报;2017年01期
17 张天钰;刘娟;赵彬彬;段文洋;;基于层析内波理论的大幅内孤立波快速时域模拟研究[J];中国造船;2020年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 王进;尤云祥;胡天群;朱敏慧;重劲松;王小青;;分层流体中拖曳潜体激发内波转涙特性实验[A];第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会文集(上册)[C];2012年
2 徐锋;张军;赵峰;刘希武;朱建良;尤云祥;朱伟;俞永清;;跃变分层流体中潜体运动形成内波的测试方法及分析[A];第十八届全国水动力学研讨会文集[C];2004年
3 谢鸿飞;何广华;王正科;刘双;张伟;;内孤立波与悬浮潜体相互作用的数值模拟[A];第十六届全国水动力学学术会议暨第三十二届全国水动力学研讨会论文集(上册)[C];2021年
4 魏岗;杜辉;谷梦梦;王欣隆;;内孤立波作用下细长潜体运动特性的测量与分析[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
5 宋利伟;贾连徽;;潜体水压场数值模拟[A];2016年中国造船工程学会水中目标特性学组学术交流会论文集[C];2016年
6 魏岗;苏晓冰;戴世强;;分层深流体中非线性内波传播的理论和数值研究[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年
7 陈婷婷;卢东强;;两层流体系统中点源和环源生成的表面和界面波动[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
8 卢东强;;黏性流体中潜体生成的远场波动[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
9 史文佳;宋文华;;浅海随机内波环境构建的新方法[A];2016’中国西部声学学术交流会论文集[C];2016年
10 张新耀;宋文华;王宁;;浅海内波环境下声信号的幸运相关[A];中国声学学会2017年全国声学学术会议论文集[C];2017年
11 孙丽娜;张杰;孟俊敏;;基于MODIS数据的南海大振幅内波时空分布特征分析[A];风险分析和危机反应中的信息技术--中国灾害防御协会风险分析专业委员会第六届年会论文集[C];2014年
12 王瑞;乔俊欢;郭小凡;叶家刚;;内波沉积中指向构造形成机理研究[A];第十二届全国古地理学及沉积学学术会议论文摘要集[C];2012年
13 季桂花;李整林;戴琼兴;;2001年南中国海线性内波频谱分析[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
14 程友良;;海洋内波研究现状及展望[A];中国可再生能源学会海洋能专业委员会成立大会暨第一届学术讨论会论文集[C];2008年
15 陈守虎;吴立新;王慧文;Jim Lynch;;南中国海内波的特征分析[A];中国声学学会2003年青年学术会议[CYCA'03]论文集[C];2003年
16 王少强;陈守虎;吴立新;王慧文;;南中国海流数据分析及内波频谱特征[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年
17 季桂花;李整林;;浅海中线性内波对匹配场时间相关的影响[A];2007年全国水声学学术会议论文集[C];2007年
18 李群;张璐;;南海东北部陆架波折处潮—地作用激发非线性内波的数值模拟[A];中国地球物理·2009[C];2009年
19 拜阳;董崇志;宋海斌;宋洋;;地震海洋学在南海东北部内波研究上的进展[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
20 江鹏飞;衣雪娟;林建恒;孙军平;;浅海内波主要特征及其对声速分布的影响[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前9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 于佳;实验室条件下内波生成和演化的可视化测量[D];中国海洋大学;2008年
3 李丙瑞;海洋中的内波及其演变、破碎和所致混合[D];中国海洋大学;2006年
4 吕海滨;南海东北部内波的X波段雷达监测方法及数值模拟研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
5 刘进忠;浅海内波引起声场起伏的规律研究[D];中国海洋大学;2004年
6 于小涛;内波对水下声信号时间相关性影响的数值和实验研究[D];中国海洋大学;2015年
7 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
8 张远凌;内波数值模拟若干特性的分析[D];中国海洋大学;2010年
9 廖光洪;南海北部内潮与非线性内波:观测与数值模拟研究[D];中国海洋大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 段菲;分层流中潜体运动对内波及表层流场影响研究[D];哈尔滨工程大学;2016年
2 于游;内孤立波演化及与潜体作用的数值研究[D];大连理工大学;2019年
3 王若愚;内孤立波对潜体结构作用的数值研究[D];大连理工大学;2018年
4 廖欢欢;潜体应急上浮过程的水动力分析[D];哈尔滨工程大学;2016年
5 王德荣;分层流体中潜体存在对水声环境的影响[D];哈尔滨工程大学;2016年
6 张允;开孔潜体流场与声场的数值模拟[D];上海交通大学;2011年
7 李庆昕;多潜体诱发高阶谐波特性的数值和实验模拟研究[D];大连理工大学;2016年
8 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
9 沈晓菊;海洋波浪对潜体的作用研究[D];宁波大学;2009年
10 曹锦涛;星载合成孔径雷达对海内波检测与参数估计[D];哈尔滨工业大学;2017年
11 苗文举;内波对深水浮式平台总体性能的影响分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
12 缪凯;预压力下压电—含表面损伤弹性体层合结构中的界面波[D];西安理工大学;2018年
13 马瑞玲;深海内波传播模型及其数值模拟的研究[D];中国海洋大学;2012年
14 戚海员;水下低频电磁波传播与内波海面电磁散射研究[D];西安电子科技大学;2017年
15 杨晓琳;光学遥感图像内波参数提取研究[D];中国石油大学(华东);2016年
16 宋诗艳;深海内波弱非线性模型的建立及其在南海应用的研究[D];中国海洋大学;2010年
17 秦承志;内波监测自容式潜标系统开发[D];中国海洋大学;2010年
18 李良玉;双层流体下对称的双地形对界面内波的影响[D];大连理工大学;2020年
19 程雪娜;分层水环境曝气诱导内波形成及破碎的过程与机理[D];西安建筑科技大学;2017年
20 王真;使用内波混合参数化方法模拟黄海和东海夏季温跃层[D];中国海洋大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978