基于LES的海洋上层对日循环热通量作用的响应研究
发布时间：2021-05-15 08:33
海洋混合层是连接海洋与大气的桥梁,对海-气动量、热量和质量的交换有着重要作用,研究海洋上层对施加在海洋表面各种强迫的响应有着重要的科学意义。本文首先总结海洋上层及海气通量的研究现状,简要概述海洋上层动力和热力结构的主要影响因素及湍流生成机制。简单介绍了常用的混合层模式,结合现有理论研究并修改控制方程,使用大涡模拟方法研究海洋上层对各种强迫条件的响应。文中分析了日循环热通量单独作用下混合层热力结构和动力结构的响应,以垂向速度、湍流耗散率、温度和混合层深度为特征参量分析出海洋失热的强化对流作用、得热条件下的层化作用。共同考虑风应力和日循环热通量作用的模拟结果表明,风应力作用产生的不稳定能够加深混合层,风应力的旋度引起海洋上层的散度,从而产生上翻区和下翻区。风应力在海洋中产生湍流,加强了混合层内的垂直混合过程,是导致混各层加深的最直接影响因素,决定了混合层的动力学结构。
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
符号表
1 绪论
1.1 引言
1.2 海洋上混合层结构的研究现状
1.3 海气通量的研究现状
1.3.1 海气热通量
1.3.2 海气动量通量
1.4 本文的研究内容及创新点
1.4.1 研究内容
1.4.2 本文创新点
2 海洋上层理论及大涡模拟
2.1 海洋上层的基本理论
2.1.1 混合层的主要影响因素
2.1.2 混合层的湍流机制
2.1.3 混合层深度的定义方法
2.2 大涡数值模拟
2.2.1 基本思想
2.2.2 大涡模拟的滤波函数
2.2.3 控制方程
2.2.4 大涡模拟湍封闭模式及涡扩散模型
2.2.5 大涡模拟的策略
2.3 小结
3 海洋上层响应的模拟
3.1 模型的建立
3.1.1 控制方程
3.1.2 热通量的添加
3.1.3 参数设置
3.3 日循环热通量模拟结果及分析
3.3.1 垂向速度分析
3.3.2 湍流耗散率分析
3.4 日循环加风应力模拟结果及分析
3.4.1 边界条件的施加
3.4.2 模拟结果分析
3.5 两组实验的对比
3.5.1 垂向速度
3.5.2 温度
3.5.3 混合层深度
3.6 小结
4 总结及展望
4.1 全文总结
4.2 工作展望
参考文献
作者简历及在校期间获得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of Langmuir circulation on upper ocean mixing in the South China Sea[J]. LI Shuang,SONG Jinbao,FAN Wei. Acta Oceanologica Sinica. 2013(03)
[2]海气热通量算法的改进及应用[J]. 张连新,管长龙,黄健. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2011(12)
[3]南海海—气通量交换研究进展[J]. 闫俊岳,刘久萌,蒋国荣,王辉,柳艳菊,姚华栋. 地球科学进展. 2007(07)
[4]海-气界面热通量算法的研究及在中国近海的应用[J]. 褚健婷,陈锦年,许兰英. 海洋与湖沼. 2006(06)
[5]中国近海海气界面热通量的反演[J]. 陈锦年,伍玉梅,何宜军. 海洋学报(中文版). 2006(04)
[6]湍流大涡数值模拟进展[J]. 崔桂香,许春晓,张兆顺. 空气动力学学报. 2004(02)
[7]穿透性太阳辐射在一维混合层模式中对混合层深度的影响[J]. 刘志亮,田纪伟,李丙瑞,牟林. 自然科学进展. 2004(05)
[8]中国近海及其邻近海域海气热通量的模式计算[J]. 周明煜,钱粉兰. 海洋学报(中文版). 1998(06)
[9]TOGA-COARE IOP期间的海气通量观测结果[J]. 陈陟,李诗明,吕乃平,周明煜,吴志明,严志金. 地球物理学报. 1997(06)
[10]洋面动量、感热和潜热通量计算的研究[J]. 邵庆秋,周明煜,李兴生. 大气科学. 1991(03)
博士论文
[1]海浪破碎对海洋上混合层影响的数值研究[D]. 孙群.中国海洋大学 2003
本文编号：3187320
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
符号表
1 绪论
1.1 引言
1.2 海洋上混合层结构的研究现状
1.3 海气通量的研究现状
1.3.1 海气热通量
1.3.2 海气动量通量
1.4 本文的研究内容及创新点
1.4.1 研究内容
1.4.2 本文创新点
2 海洋上层理论及大涡模拟
2.1 海洋上层的基本理论
2.1.1 混合层的主要影响因素
2.1.2 混合层的湍流机制
2.1.3 混合层深度的定义方法
2.2 大涡数值模拟
2.2.1 基本思想
2.2.2 大涡模拟的滤波函数
2.2.3 控制方程
2.2.4 大涡模拟湍封闭模式及涡扩散模型
2.2.5 大涡模拟的策略
2.3 小结
3 海洋上层响应的模拟
3.1 模型的建立
3.1.1 控制方程
3.1.2 热通量的添加
3.1.3 参数设置
3.3 日循环热通量模拟结果及分析
3.3.1 垂向速度分析
3.3.2 湍流耗散率分析
3.4 日循环加风应力模拟结果及分析
3.4.1 边界条件的施加
3.4.2 模拟结果分析
3.5 两组实验的对比
3.5.1 垂向速度
3.5.2 温度
3.5.3 混合层深度
3.6 小结
4 总结及展望
4.1 全文总结
4.2 工作展望
参考文献
作者简历及在校期间获得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of Langmuir circulation on upper ocean mixing in the South China Sea[J]. LI Shuang,SONG Jinbao,FAN Wei. Acta Oceanologica Sinica. 2013(03)
[2]海气热通量算法的改进及应用[J]. 张连新,管长龙,黄健. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2011(12)
[3]南海海—气通量交换研究进展[J]. 闫俊岳,刘久萌,蒋国荣,王辉,柳艳菊,姚华栋. 地球科学进展. 2007(07)
[4]海-气界面热通量算法的研究及在中国近海的应用[J]. 褚健婷,陈锦年,许兰英. 海洋与湖沼. 2006(06)
[5]中国近海海气界面热通量的反演[J]. 陈锦年,伍玉梅,何宜军. 海洋学报(中文版). 2006(04)
[6]湍流大涡数值模拟进展[J]. 崔桂香,许春晓,张兆顺. 空气动力学学报. 2004(02)
[7]穿透性太阳辐射在一维混合层模式中对混合层深度的影响[J]. 刘志亮,田纪伟,李丙瑞,牟林. 自然科学进展. 2004(05)
[8]中国近海及其邻近海域海气热通量的模式计算[J]. 周明煜,钱粉兰. 海洋学报(中文版). 1998(06)
[9]TOGA-COARE IOP期间的海气通量观测结果[J]. 陈陟,李诗明,吕乃平,周明煜,吴志明,严志金. 地球物理学报. 1997(06)
[10]洋面动量、感热和潜热通量计算的研究[J]. 邵庆秋,周明煜,李兴生. 大气科学. 1991(03)
博士论文
[1]海浪破碎对海洋上混合层影响的数值研究[D]. 孙群.中国海洋大学 2003
本文编号：3187320
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3187320.html
