两层流体界面孤立子内波演变过程数值研究

发布时间：2021-09-01 11:28

　　根据经典 KdV 方程和多因子作用下 KdV 方程理论,数值模拟了孤立子内波在无底地形变化和斜坡底地形下的传播过程,验证了经典意义下孤立子相互作用中的粒子性,考察了传播过程中各种物理量的变化特点,为后续数值模式的研究提供了参考依据。仔细研究了由 Lynett & Liu（2002）提出的水平二维深度积分的内波传播数值模式,修改了原理论中的部分推导错误,提高了该模式相对实验室数据的精度。利用修正 L-L 模式,首先在水平一维方向上模拟了孤立子内波在无底地形变化和斜坡底地形下的传播过程,并与 KdV 类方程的模拟结果进行了对比。其后,在水平二维的方向上模拟了孤立子进出具有不同出口形状的水道的传播过程,对比了三种情况下的纵向波面及水平二维波面图,定性的给出其传播过程的影响因素。第三,在水平二维方向上模拟了具有不同夹角的两列孤立子相互作用的传播过程,分析了模拟中波向变化不明显的原因,提出了进一步研究该问题应当注意的问题。最后,使用修正的 L-L 模型,在南海实际地形上模拟了孤立子从吕宋岛附近的海域向南海近岸的传播过程,证实了孤立子内波在东沙岛附近波向会发生变化的观点。由于 L-L 类模... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)山东省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

1内波传播中水质点及表面波运动示意图

中国科学院海洋研究所硕士论文(2005) 两层流体界面孤立子内波演变过程数值研究条件 u( x+ L,t)=u(x,t)，初始波形为波幅为 1 的下凹孤立子波，经过 0.0123 秒，下凹孤立子保持其波形向右移动 1.5313 米，传播过程如图 2.2.1 所示，x 轴表示水平距离，y 轴表示孤立子的波幅。

两孤立子同时从左向右传播，初始波形见图2.2.2。经过 0.0064 秒后，两孤立子的波形已经开始相互重叠。波幅较小的孤立子波幅由原有的 1 米增加到 1.2568 米，相位相对传播方向有所后移；波幅较大的孤立子波幅减小为 1.5431 米，相位相对传播方向有所前移。波形示意图如图 2.2.3。

【参考文献】：
期刊论文
[1]南海北部孤立子内波生成条件的初步数值研究[J]. 蔡树群,龙小敏,黄企洲.  海洋学报(中文版). 2003(04)
[2]南海北部孤立子内波的一些特征和演[J]. 蔡树群,甘子钧,龙小敏.  科学通报. 2001(15)



本文编号：3376897