摩阻流速与垂线平均流速的关系探讨

底边界层在从水平流动中抽取能量并在产生紊动方面扮演着重要的角色,对水体的垂向混合,潮能耗散方面有着特殊的意义。在研究水流底边界层时,摩阻流速是反应底边界层水流摩阻特性的重要物理量,摩阻流速是以壁面切应力与流体密度之比的平方根计算出的、具有速度量纲的参数。该文采用王港西洋海域的水文实测资料对近底边界层摩阻流速与垂线平均流速之间的关系进行探讨,分析了两者之间的相位关系和线性拟合关系,得出在一个潮次中,摩阻流速要先于平均流速达到最大值,形成这种相位差的原因是沿水深各层最大流速存在相位差,海底的紊动切应力较大,因此摩阻流速最先达到平衡;从涨潮加速、涨潮减速、落潮加速和落潮减速这4个时段对摩阻流速与平均流速进行线性拟合,得出潮流加速时摩阻流速值往往会被低估,减速时被高估,为以后研究底部边界层摩阻特性提供参考。