Second-order random wave solutions for interfacial internal waves in N-layer density-stratified fluid

This paper studies the random internal wave equations describing the density interface displacements and the velocity potentials of N-layer stratified fluid contained between two rigid walls at the top and bottom. The density interface displacements and the velocity potentials were solved to the second-order by an expansion approach used by Longuet-Higgins （1963） and Dean （1979） in the study of random surface waves and by Song （2004） in the study of second- order random wave solutions for internal waves in a two-layer fluid. The obtained results indicate that the first-order solutions are a linear superposition of many wave components with different amplitudes, wave numbers and frequencies, and that the amplitudes of first-order wave components with the same wave numbers and frequencies between the adjacent density interfaces are modulated by each other. They also show that the second-order solutions consist of two parts： the first one is the first-order solutions, and the second one is the solutions of the second-order asymptotic equations, which describe the second-order nonlinear modification and the second-order wave-wave interactions not only among the wave components on same density interfaces but also among the wave components between the adjacent density interfaces. Both the first-order and second-order solutions depend on the density and depth of each layer. It is also deduced that the results of the present work include those derived by Song （2004） for second-order random wave solutions for internal waves in a two-layer fluid as a particular case.     

分层海洋中大直径桩柱的波浪力

研究了在两层流体中大直径桩柱的水动力特性。基于分离变量方法，建立了绕射势的级数解，导出了作用于大直径桩柱上的绕射力的计算公式。与单层流体不同的是，对两层流体，由于内波的存在，作用在大直径桩柱上的绕射力，除了自由表面波绕射力外，还存在内波绕射力的作用。对所建立的绕射力的求解模型进行了数值模拟，并与单层流体的情况进行了比较，得到了一些有意义的结果。     

孤立子内波存在下的声传播仿真研究

孤立子内波会对声传播产生巨大的影响,基于有限元方法利用COMSOL软件对孤立子内波影响下的声学问题进行求解,仿真研究.首先建立了孤立子内波模型,通过仿真分析了孤立子内波对声场的影响.结果显示,孤立子内波会影响声线的传播轨迹和传播损失,可使声场能量分布更均匀.孤立子内波还会对声矢量场产生影响,使水平质点振速传播损失减小,使垂向质点振速略微增加.     

密度均匀连续分层流体的内波格林函数

考虑自由表面的影响,从理论上建立了在密度均匀的连续分层流体中脉动点源生成内波的数理模型,应用Fourier变换和围道积分,推导出点源脉动频率的平方小于Brunt-Visl频率的平方条件下含自由面的连续分层流体中脉动点源的内波格林函数,并给出了详细的解析表达式,讨论了解的性质、内波的生成机理和自由面的干扰机理及波动特征.结果表明,所提出的连续分层流体中脉动点源的内波生成格林函数具有较好的准确性.     

深水沉积研究综述及未来方向

深水沉积自上世纪50年代开始为人们所关注。深水沉积理论在争论中发展,并取得了一定的成就。由于对深水沉积研究相对较少,因此对深水沉积作用认识十分有限。回顾深水沉积的研究历程、概览其研究现状,对于总结存在问题、展望发展方向具有深远的意义。通过大量调研国内外深水沉积研究实例,概述了它们的研究进展,详细阐述了基于浊流沉积理论而建立的海底扇模式,等深流沉积的垂向层序,内潮汐沉积的特征及形成机理。同时,文中指出当前深水沉积研究存在的若干问题:深水重力流沉积研究尚存在诸多争论,深水牵引流沉积的识别仍存在困难。深水沉积物成因复杂,未来的深水沉积研究应注重多学科交叉发展,建立深水牵引流和深水重力流两种搬运机制共同作用的深水沉积模式,提高深水沉积物的可预测性,进而指导深水油气勘探。     

Ocean internal waves interpreted as oscillation travelling waves in consideration of ocean dissipation

Most studies of the synthetic aperture radar remote sensing of ocean internal waves are based on the solitary wave solutions of the Korteweg-de Vries （KdV） equation, and the dissipative term in the KdV equation is not taken into account. However, the dissipative term is very important, both in the synthetic aperture radar images and in ocean models. In this paper, the traveling-wave structure to characterize the ocean internal wave phenomenon is modeled, the results of numerical experiments are advanced, and a theoretical hypothesis of the traveling wave to retrieve the ocean internal wave parameters in the synthetic aperture radar images is introduced.     

三层流体界面内波的二阶Stokes解

以小振幅波理论为基础，利用摄动方法研究了三层密度成层状态下的界面内波，求得了三层成层状态下各层速度势的二阶渐近解及界面内波波面位移的二阶Stokes解.结果表明：一阶解为正弦波解，与传统线性理论的结果相一致；二阶解描述了界面波的二阶非线性修正及两界面波之间的非线性相互作用；一阶解及二阶解都依赖于各层流体的厚度及密度.Umeyama导出的理论结果为本文的特殊情形. 关键词： 三层密度成层流体 内波 二阶Stokes解 小振幅波理论     

参数激励下的内波孤立子和扭结 *

在不相容、不等密度的双层液体的参数激励下的Faraday实验中,观察到了非传播界面波孤立子和扭结以及稳定的双孤立子等现象.总体上看,界面波现象和已有的表面波现象基本上一致,只是由于上层液体的存在,使得界面波的模式振动频率明显红移、波形变矮变宽、其稳定性也不如表面波.在理论上,对流体力学方程组及其相应的边界和界面条件进行了约化,得到了一个有阻尼、带驱动的非线性Schr(?)dinger方程.从而,令人满意地同时解释了界面孤立子波和扭结波.无论从实验现象上,还是从理论上看,自由表面波只是界面波的一个特例.     

陆架陆坡潮成内波的二维三层模式

通过构造一三层模式，研究了强跃层存在情形下内潮的生成与传播特性。研究表明内潮显著依赖于层化结构（层化强弱、各层厚度）。内潮存在可观的斜压余流，陆架上可达８ｃｍ／ｓ。此外，在陆架坡折区，第二模态不可忽略。     

深海内波非线性薛定谔方程的研究

考虑以跃层为界的两层分层流体,在弱非线性条件下,从分层流体的动力学基本方程组出发,应用多重尺度方法推导出描述深海内波的非线性薛定谔方程,分析方程中频散和非线性系数,求出非线性薛定谔方程的孤子解,并通过数值实验验证了理论的正确性.