【摘 要】
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海洋内波,尤其是内孤立波,与海水内部湍流混合、物质和能量输送以及声波在海水中的传播关联密切,对海洋工程和潜艇等军事设施有重要影响。然而通过观测得到的内波数据在空间上是
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海洋内波,尤其是内孤立波,与海水内部湍流混合、物质和能量输送以及声波在海水中的传播关联密切,对海洋工程和潜艇等军事设施有重要影响。然而通过观测得到的内波数据在空间上是局部的,在时间上是不连续的,无法满足全面准确掌握内波数据的需求。内孤立波流场结构是评估海洋结构物内波载荷的前提,前人对它的研究并不是很多。因此,对海洋内波演化和诱导流场的研究有着重要的学术意义和实际应用价值。内波在传播的过程中会受到地形、耗散效应、海底摩擦和Shoaling效应等因素的影响。
本文采用数值模拟的方法研究在以上诸因素作用下,内波的传播演化和演化过程中的诱导流场,为南海内孤立波对海洋工程结构的影响评估提供依据。首先建立内孤立波传播演化模型,结合南海内波实际观测资料,通过数值试验修正了KdV方程,确定了内波演化KdV方程中耗散项、海底摩擦项和Shoaling效应项的形式,从而得到符合南海实际环境的内孤立波演化模型。运用上述模型,着重关注白云凹陷油气藏处的内孤立波的特征,模拟了南海实际环境下的内孤立波演化,初步得到内孤立波传播演化的一般规律。分析了南海内孤立波演化的影响因素,包括地形、跃层深度和分层密度比对演化的影响。给出了基于势函数理论的内波流场计算方法,采用此方法研究了南海内孤立波在演化过程中的诱导流场,给出了不同地点的常见内波诱导流速,重点探讨了白云凹陷处的内波流场特征。
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