无需压力场数据的辐射内波功率实验测定

我们提出一种仅利用速度场数据确定二维内重力波的时间平均能流 $\left<\boldsymbol{J}\right>$ 和总辐射功率 $P$ 的方法。$\left<\boldsymbol{J}\right>$ 和 $P$ 均由仅包含标量函数即流函数 $\psi$ 的表达式确定。我们利用分层流体越过刀刃的潮汐流直接数值模拟数据对该方法进行了测试。由流函数方法给出的辐射内波功率结果与使用数值模拟中的压力和速度数据获得的结果一致性在 0.5% 以内。如果流函数计算的起点位于固体边界上，则由流函数计算的辐射功率与由速度和压力计算的功率吻合良好；但如果边界点不可用，则必须注意选择合适的起点。我们还通过将流函数方法应用于越过刀刃的潮汐流实验室数据对其进行了测试，发现结果与直接数值模拟一致。补充材料包含一个带有图形用户界面 (GUI) 的 Matlab 代码，可用于根据任意二维速度场数据计算能流和功率。