海洋背景涡度对台风康森引起的近惯性波的影响研究

近惯性波是海洋中普遍存在的一种内波,它在海洋中的传播和耗散受到背景涡度的影响。基于混合坐标海洋模型(hybrid coordinate ocean model,HYCOM)再分析数据,研究了海洋背景正、负涡度对台风康森在南海引起的近惯性波的不同影响。结果表明:负涡度能捕捉并促进近惯性能量向海洋深层的传播,可传播到1200 m以深;而正涡度则阻碍近惯性能量的下传,使其主要集中在海洋上层500 m以内。负涡度区域能维持较强的近惯性能量10 d以上,而正涡度区域内的近惯性能量维持时间在1周左右。负涡度区域内的近惯性波由第二和第三模态主导,而正涡度区域内的近惯性波由第一和第二模态主导,导致海洋内部(500~1000 m)负涡度区域内的近惯性波剪切比正涡度区域内的近惯性波剪切强1~2个量级。波射线模型模拟结果显示,近惯性波在负涡度区域边缘发生反射,进而被负涡度区域捕获;而正涡度区域内的近惯性波有加速远离源地的趋势。上述结果进一步说明,海洋背景负涡度能增强近惯性能量的垂向传播,而正涡度则促进了近惯性能量的水平传播。

考虑附加质量的中心刚体—柔性悬臂梁系统的动力特性研究

对考虑附加质量的中心刚体-柔性悬臂梁系统的动力特性进行研究。首先采用Hamilton原理和有限元离散 化方法,在计入柔性梁由于横向变形而引起的轴向变形的二阶耦合量的条件下,给出该系统的刚柔耦合动力学方 程(即一次近似耦合模型),以及相应的非惯性系下的动力学模型,然后通过数值仿真对系统的动力特性进行研究。 仿真结果显示,即使是小的附加质量也会对系统动力特性产生重要影响,附加质量使得梁的响应幅值变大和响应 频率降低,且会影响柔性梁和中心刚体的终点位置。附加质量的影响随系统大范围运动的角速度的增大而变大。 当系统大范围运动为低速时,传统的混合坐标模型仍然会导致较大误差;当系统大范围运动为高速时,传统的混 合坐标模型存在失效的可能。