水波与淤泥质底床相互作用数值模拟——基于滞后回路特征的淤泥体流变模型

应用一个滞后回路特征的半经验的淤泥体流变模型描述表面水波作用下底床软泥层的振荡运动，建立了表面水波与淤泥质底床相互作用的垂向二维耦合模型。在数值处理上，为提高数值格式对水－泥界面附近流动的分辨力，较好地再现界面附近速度梯度大的流动特点，采用垂向对数网格处理技巧。模型验证是通过计算水波波高衰减率和底床软泥体输移速度，并与有关的实验测量数据进行比较。     

潮致垂直涡动粘性系数的参数化

在理想地形条件下利用POM设计一套理想数值试验，由Mellor-Yamada湍流闭合方案对潮流所导致的海洋近底层垂向混合作用进行模拟计算，统计分析了不同水深和潮流振幅情况下潮致底混合层厚度和垂直涡动粘性系数的分布，进而对潮流引起的垂直混合作用进行参数化，得到了一个潮致垂直混合涡动粘性系数的拟合公式.将该公式应用于原理想试验中以取代在模式开边界加潮流边界条件的做法，得到了与加潮流边界条件较为一致的计算结果，验证了参数化方案的可行性.将该参数化方案应用于渤海、黄海和东海环流数值模式中，模拟的海洋温度三维结构与实际观测基本吻合.     

海南岛东部陆架近底层的强海流观测

2005年4月在海南岛东部水深约120m的陆架上进行了海水温度、盐度和海流的连续观测．4月20—30日期间高速海流发生频繁,其中25和26日都观测到流速在3.8m?s-1以上的海流,主要运动方向大致与岸线平行．高速海流一般出现在70—100m水深范围,延续时间为几个小时,有时可达十几个小时.     

海洋动力要素耦合作用对悬浮物质输移的影响

利用近岸海洋动力要素耦合作用的数学模型提供的水动力条件,对悬浮物质输移扩散规律进行了数值模拟,并与在单纯潮汐风暴潮条件下的悬浮物质输移扩散规律进行了比较.数值模拟结果表明,考虑波浪和潮汐耦合作用的海洋动力参数与实测资料更加吻合,从物理机制上看也更加合理;考虑近岸海洋动力要素耦合作用的悬浮物质输移扩散规律明显不同于单纯潮汐风暴潮情况下的悬浮物质输移扩散规律.因此,在考虑悬浮物质输移扩散时,不应只考虑潮流,必须考虑近岸海洋动力要素的耦合作用.     

深水非线性重力波

本文从非线性自由水波的定解问题出发,采用坐标变换处理水波的自由边界。设解为行波的形式,导得了两个变量的一阶自治系统的常微分方程组,进而对非线性项在平衡点附近作Taylor展开求解非线性行波。分析表明,平衡点附近的线性近似方程为熟知的小振幅波,取至二阶项时求出了一种新的非线性周期行波及非线性水波色散关系。证明了色散关系的展开式中不含有波陡的奇次方项,并且获得了由于非线性的影响垂向将会产生振荡结构的新结论。