层化海洋中人工扰动诱发内波实验研究

发布时间：2021-05-26 20:25

　　海洋内波是发生在具有稳定密度分层结构的海洋内部的波动。海洋内波具有波幅大、周期长、波速慢等特点,蕴含着巨大的能量,对于海洋环境与生态系统、海洋中营养物质垂向交换、海洋地质沉积等都有重要影响。自然海洋环境中,海洋内波的诱发源很复杂,因而海洋内波具有较强的随机性,因此对于如何利用人工扰动的方式来诱发海洋内波,成为了海洋内波化害为利过程中的关键,对该项内容开展研究具有重要意义。为了探索最高效、最可行、最经济的人工扰动形式,本文针对人工扰动诱发海洋内波进行了物理模型实验研究,主要内容如下:（1）在总结国内外学者对海洋内波的理论分析、实验研究和数值模拟研究成果的基础上,分析了海洋内波的产生机理与传播特性,并结合南海海域的密度跃层分布和海底地形环境,分析了在南海海域利用人工诱发海洋内波可行性。（2）建立了一种新型的海洋内波实验装置,以模拟在海洋背景剪切流环境下人工扰动诱发内波的产生、传播与演变过程;并形成了一套利用光学手段来高精度地量测实验室分层流体的界面内波的方法。（3）提出了5种不同形式的人工扰动方式,并对浮体扰动、薄膜扰动、平板打击、气囊塌陷、楔体下滑等扰动方式进行了对比实验。通过改变扰动结... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 海洋内波的研究概况
        1.2.1 国内外研究进展
        1.2.2 内波的理论研究现状
        1.2.3 内波的实验研究现状
        1.2.4 海洋内波的探测
    1.3 本文的研究内容
第2章 海洋内波的产生与传播规律
    2.1 内波基础理论
        2.1.1 内波基本概念
        2.1.2 内波基本方程
    2.2 海洋内波的产生机制
        2.2.1 海洋跃层的时空特性
        2.2.2 海洋内波的诱发源
    2.3 海洋内波的传播特性
        2.3.1 海洋内波的三维传播特性
        2.3.2 背景剪切流场中的内波
        2.3.3 海洋内波的特殊传播现象
    2.4 本章小结
第3章 人工扰动诱发海洋内波实验模型
    3.1 人工扰动诱发内波水槽
        3.1.1 水槽模型结构与参数
        3.1.2 实验基本假定
    3.2 实验室密度稳定分层水体环境
        3.2.1 内波实验水槽分层水体制备
        3.2.2 实验模型密度剖面与浮频率剖面
    3.3 人工扰动方法
        3.3.1 贯穿式扰动
        3.3.2 非贯穿扰动
    3.4 人工诱发内波的记录与分析方法
        3.4.1 波形摄录与处理
        3.4.2 波形表达
        3.4.3 内波特征参数
    3.5 本章小结
第4章 人工扰动诱发海洋内波特性分析
    4.1 浮体扰动诱发内波
        4.1.1 浮体扰动跃层
        4.1.2 浮体扰动诱发内波波形
        4.1.3 浮体扰动内波参数分析
    4.2 薄膜扰动诱发内波
        4.2.1 薄膜扰动跃层
        4.2.2 薄膜扰动诱发内波波形
        4.2.3 薄膜扰动内波参数分析
    4.3 非贯穿扰动诱发内波
        4.3.1 平板打击
        4.3.2 气囊塌陷
        4.3.3 楔体下滑
    4.4 人工扰动诱发海洋内波特性分析
        4.4.1 人工内波特征参数分析
        4.4.2 人工扰动内波效果分析
    4.5 利用人工扰动诱发海洋内波的结构设计
        4.5.1 筒状气囊
        4.5.2 柔性薄膜
        4.5.3 流致推板
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]密度分层流体中不同潜深拖曳回转体激发内波特性实验[J]. 王宏伟,陈科,尤云祥,张新曙.  科学通报. 2017(19)
[2]海洋内波发展演变数值试验[J]. 邓冰,张宇飞,张铭.  海洋科学进展. 2017(01)
[3]海洋环境对UUV作战使用影响研究[J]. 何青海,丁文强,吴文龙.  舰船科学技术. 2016(13)
[4]Experimental Study on Ocean Internal Wave Force on Vertical Cylinders in Different Depths[J]. 王飞,郭海燕,李效民,孟凡顺.  China Ocean Engineering. 2016(03)
[5]两层流中潜体运动与诱发内波特征关系研究[J]. 丁勇,段菲,韩盼盼,牛明昌.  船舶力学. 2016(05)
[6]水下运动物体产生内波的研究进展[J]. 梁建军,杜涛,黄韦艮,曾侃,贺明霞.  船舶力学. 2016(05)
[7]周期性内波对横置圆柱体作用的试验研究[J]. 郭海燕,吴凯锋,王飞,马东,王新超.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2016(05)
[8]海洋内孤立波斜相互作用的Mach效应特性实验[J]. 王欣隆,魏岗,杜辉,谷梦梦,王彩霞.  科学通报. 2016(Z1)
[9]南海海洋断面科学考察数据管理与共享[J]. 徐超,李莎,陈荣裕,何云开,陈绍勇.  海洋信息. 2016(01)
[10]海洋内波的生成研究[J]. 耿新,李海涛.  科技创新导报. 2015(35)

博士论文
[1]N层密度分层流体界面波的研究[D]. 陈小刚.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2005
[2]海洋内波的特性和内波荷载[D]. 叶春生.天津大学 2004

硕士论文
[1]气囊结构落水砰击瞬态流固耦合特性研究[D]. 林赓.哈尔滨工程大学 2016
[2]内波射线的传播与内孤立波过周期地形能量损耗的实验研究[D]. 马永星.中国海洋大学 2014
[3]海洋内波与海浪的数值模拟[D]. 辜俊波.上海交通大学 2012
[4]南海海洋温度跃层统计分析[D]. 周燕遐.中国海洋大学 2002



本文编号：3207012