几种材料的等效粘性系数、初始可动位错密度和拖曳应力

基于LY12铝、MB2镁、铅、2#铁和不锈钢等几种材料的弹性前驱波幅度随传播距离衰减的实验结果,应用含位错参量的速率相关本构方程,按照Gilman提议的位错运动速度的热激活模型,得出了LY12铝、MB2镁、铅的可动位错密度N0和拖曳应力0τ的下限值分别为106cm-2和0.1GPa量级,不锈钢的N0和0τ为108cm-2和1.5 GPa量级。根据弹性前驱波幅度衰减曲线,还得出了2#铁、不锈钢的有效粘性系数μ的上限值为104Pa.s量级。LY12铝、MB2镁的有效粘性系数μ的上限值为103Pa.s量级。

风应力拖曳系数选取对风生流数值模拟的影响

在风生流的形成中风应力起决定性作用,风应力拖曳系数决定了大气与湖泊间的动量传输率。风应力拖曳系数随风速而变化,与水面粗糙度有关。本文采用五种与风速有关的风应力拖曳系数表达式进行水槽风生流和太湖风生流的数值模拟,与将其视为常数情况相比较,发现风应力拖曳系数取为和风速有关的表达式时,计算结果的精度有较明显提高。对比各表达式模拟结果,采用Large and Pond给出的风应力拖曳系数公式的模拟效果为最好。

风应力拖曳系数选取对风暴潮数值模拟的影响

在风暴潮的形成中风应力起决定性作用 ,风应力拖曳系数决定了大气与海洋间的动量传输率。观测结果表明 ,风应力拖曳系数随风速而变化 ,与海面粗糙度有关。文中采用几种与风速有关的风应力拖曳系数表达式进行数值模拟 ,与将其视为常数情况相比较 ,计算结果的精度均有较明显提高。对比各表达式模拟结果 ,采用 Smith(1980 )

海面风应力拖曳系数参数化方案对风暴潮数值模拟的影响

为了比较不同的海面风应力拖曳系数参数化方案在风暴潮数值模拟中的效果,采用9种不同的风应力拖曳系数参数化方案对湛江附近海域15个热带气旋风暴潮进行数值模拟。模拟结果表明,不同风应力拖曳系数参数化方案对热带气旋风暴潮增水最大值的数值模拟效果不完全相同,在风暴潮数值模拟中要选择合适的风应力拖曳系数参数化方案;文中Smith(1980)、Yelland和Taylor(1998)风应力拖曳系数参数化方案增水最大值模拟的误差较小,这也说明两种参数化方案在风暴潮数值模拟中外推到热带气旋高风速范围内是可行的。另外,数值模拟结果也表明,在选择合适海面风应力参数化方案情况下,文中采用的风暴潮模式对强热带气旋增水的数值模拟效果较好。

辽东湾海冰漂移的动力要素分析

利用辽东湾JZ2 0 2海域冰期气象、水文和海冰的实测资料和海冰数值模拟结果 ,对海冰漂移过程中风和流的拖曳力、海冰内力、科氏力和海面倾斜力要素的基本特征进行了分析 ;采用海冰热力—动力模式对 1999年 2月 3日 6 :5 0至 2月 5日 6 :5 0间辽东湾海冰进行了 48h数值模拟 ,对并JZ2 0 2海域的海冰动力要素进行了对比分析。发现海冰内力、风和流的拖曳力为同一量级 ,海面倾斜力和科氏力明显较小 ,其均值的比例关系依次为 14.7∶18.8∶32 .6∶1.5∶1.0 ;海冰各动力要素相互影响 。

北方浅水湖泊冬季结冰对风生流的影响

为了研究北方浅水湖泊冬季结冰对风生流的影响,采用MIKE21构建山东省聊城市东昌湖水动力学模型,分析真实风场作用下6种风应力拖曳系数对应的模拟流速与实测数据的差异,进一步讨论了冰盖面积对模拟结果产生的影响。结果表明,风应力拖曳系数为随风速连续变化比设置为常数模拟精度提高20%左右,其中采用微风条件下的风应力拖曳系数表达式模拟效果最好。此外,冬季水体结冰对风生流数值模拟影响较大,尤其是在被冰盖所覆盖的水域,风应力对水体流动的作用减弱甚至被抵消。与传统的风生流模拟相比,在北方浅水湖泊冬季风生流模拟中,引入冰场或是对风应力拖曳系数进行相应调整是有必要的。

风浪对海-气界面动量通量估计的影响

利用实验室和有代表性的外海观测数据综合分析表明,海面粗糙度对波龄的依赖性与是否将实验室和外海数据一起考虑有关,而风应力拖曳系数与此无关,且随波龄增大而减小。利用Toba-3/2指数律和风浪成长关系的分析表明,风应力拖曳系数为常数或随波龄的增大而增大,与上述结果定性上相矛盾,说明风浪对风应力拖曳系数影响问题需要进一步研究。

海气动量通量研究综述

海气界面动量通量也称为风应力,是海流和表面海浪的主要驱动力,是海洋从大气获得动量的重要途径。因此,合理可靠的海洋表面风应力的参数化对于海洋、大气和波浪以及气候模式的准确预报都具有非常重要的科学意义和实用价值。对风应力拖曳系数的参数化是风应力参数化的主要内容。近来的观测发现,风应力拖曳系数随着风速的增加出现了先增后减的趋势,同时还与海面的波浪状态以及海流有关。基于观测或理论分析,目前已经得到了一系列的风应力拖曳系数计算方法或公式,有的考虑了海浪的作用,有的没有,但这些方案大都是适合中低风速,在高风速下的适用性还有待检验。本文回顾了目前在海气动量通量观测和参数化方面的研究进展,并建议应增加高风速下风速、海流以及海浪等的同步观测,以进一步完善风应力参数化方案。