浅水振荡流中的圆柱尾流：海岸岛屿尾流问题
流体动力学
2019-07-24 v1
摘要
大陆架上的地形复杂性是将正压潮转化为次级环流和余流并主导垂向与跨陆架混合过程的催化剂。岛屿尾流即是其中一个实例，据观测其显著影响生物与物理标量的输运与分布。尽管岛屿尾流十分重要，迄今为止，对于非定常潮汐强迫的一般情形，尚不存在对其控制发育的物理过程充分而机理性的描述。受控实验室实验对于理解这一复杂流动现象是必要的。本文在典型浅岛周边潮汐流参数空间内，开展了浅水振荡流中圆柱尾流的三维速度场测量。以往研究考察了尾流形态对 的依赖性，其中 为 Keulegan-Carpenter 数， 为岛屿直径， 为潮汐速度振幅， 为潮汐周期，以及稳定性参数 ，其中 为水深， 为底部边界摩擦系数。本研究表明，当底部摩擦的影响局限于 Stokes 边界层时，参数变为 ，其中 ， 为 Stokes 底部边界层的波长。随着尾流稳定性降低，观察到三类尾流形态：\emph{(1) 稳态泡状} 对应 ；\emph{(2) 非稳态泡状} 对应 ；以及 \emph{(3) 涡脱落} 对应 。尾流形态与尾流稳定性的转变被证明取决于尾流回流的大小及其时间演化。本文建立了标度律，以便将实验室结果放大至岛屿尾流。垂向与侧向输运取决于……
引用
@article{arxiv.1902.00222,
title = {Cylinder wakes in shallow oscillatory flow: the coastal island wake problem},
author = {Paul M. Branson and Marco Ghisalberti and Gregory N. Ivey and Emil J. Hopfinger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.00222},
year = {2019}
}