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拖曳体激发内波时空特性实验及其理论模型

陈科 王宏伟 盛立 尤云祥

拖曳体激发内波时空特性实验及其理论模型

陈科, 王宏伟, 盛立, 尤云祥
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  • 在具有密度跃层的分层流体中,采用沿水槽中纵剖面对称布置电导率探头阵列的方法,对1个球体和2个不同长径比细长体在拖曳运动下激发内波的时空特性进行了系列实验.结果表明:存在一个与长径比近似为线性关系的临界Froude数Frc,当FrFrc时,内波相关速度均与物体运动速度一致,体积效应内波为主控内波,内波波高均随拖曳速度增大而先增大后减小,Lee波峰值对应速度随长径比增大而增大;当FrFrc时,内波相关速度均小于物体运动速度,其相关速度Froude数Friw均在0.431.18之间的一个条带内变化,尾迹效应内波为主控内波,内波波高均随拖曳速度增大而近似线性增大.此外,从波形结构上看,体积效应内波关于水槽中纵剖面是对称的,而尾迹效应内波关于水槽中纵剖面是不对称的.结合上述实验结果,在已有针对拖曳球产生内波的等效源理论模型基础上,针对体积效应内波,提出了不同长径比模型的等效源移动速度和体积的设置方法;针对尾迹效应内波正对称和反对称这一特性,提出了正对称组合源和反对称组合源理论模型及其参数设置方法.所得计算结果在波高、波形结构和波系分布上与实验结果符合良好,表明了所提出的理论模型及其参数设置方法的合理性和有效性.
      通信作者: 陈科, raulphan@sjtu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11072153,11372184)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-25
  • 修回日期:  2017-09-18
  • 刊出日期:  2018-02-05

拖曳体激发内波时空特性实验及其理论模型

  • 1. 上海交通大学, 海洋工程国家重点实验室, 上海 200240;
  • 2. 高新船舶与深海开发装备协同创新中心, 上海 200240;
  • 3. 中国舰船研究设计中心上海分部, 上海 201108;
  • 4. 中国人民解放军 92537部队, 北京 100161
  • 通信作者: 陈科, raulphan@sjtu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11072153,11372184)资助的课题.

摘要: 在具有密度跃层的分层流体中,采用沿水槽中纵剖面对称布置电导率探头阵列的方法,对1个球体和2个不同长径比细长体在拖曳运动下激发内波的时空特性进行了系列实验.结果表明:存在一个与长径比近似为线性关系的临界Froude数Frc,当FrFrc时,内波相关速度均与物体运动速度一致,体积效应内波为主控内波,内波波高均随拖曳速度增大而先增大后减小,Lee波峰值对应速度随长径比增大而增大;当FrFrc时,内波相关速度均小于物体运动速度,其相关速度Froude数Friw均在0.431.18之间的一个条带内变化,尾迹效应内波为主控内波,内波波高均随拖曳速度增大而近似线性增大.此外,从波形结构上看,体积效应内波关于水槽中纵剖面是对称的,而尾迹效应内波关于水槽中纵剖面是不对称的.结合上述实验结果,在已有针对拖曳球产生内波的等效源理论模型基础上,针对体积效应内波,提出了不同长径比模型的等效源移动速度和体积的设置方法;针对尾迹效应内波正对称和反对称这一特性,提出了正对称组合源和反对称组合源理论模型及其参数设置方法.所得计算结果在波高、波形结构和波系分布上与实验结果符合良好,表明了所提出的理论模型及其参数设置方法的合理性和有效性.

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参考文献 (34)

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