三层流体内潮射线的实验室研究

内潮是发生在稳定层结海洋中,由正压潮流与复杂海底地形相互作用形成的具有潮汐频率的内波,是海洋中不可忽略的一种重要波动形式。本文设计了上层强线性分层、中层弱线性分层、下层为均匀密度的非均匀密度层结,探究高斯地形激发的内潮射线在该层结下的生成、传播以及耗散特征。本实验根据粒子图像测速技术(PIV)测量的流场分布,分析内潮射线在不同层结水体中的转折角度,讨论了归一化动能和湍耗散率分布。实验结果表明,在层结流体中,当ω<N时,归一化动能分布与湍耗散率均随着ω的增大而减小。在均匀密度流体中,湍耗散率随着ω的增大而增大,随着地形的运动,地形峰两侧和底部尖端都会产生湍耗散,且两者量级相当,底层流体的湍耗散量级与中上层内潮射线湍耗散量级相近。