油脂冰中波传播的实验：波高仪与 PIV 测量的结合
流体动力学
2019-03-27 v2
摘要
油脂冰对水波的衰减是极地地区的一个关键机制，因为冰中的波浪影响许多现象，如冰漂移、破冰和冰形成。然而，迄今为止文献中提出的模型在若干方面存在局限，需要来自实验室实验或野外工作的更多见解以验证和改进这些模型。不幸的是，在油脂冰中进行波传播的详细测量，无论是在野外还是实验室，都具挑战性。因此，实验室数据相对稀缺，且往往仅由沿波槽长度方向的少数几次波面高程测量组成。我们在小尺度波槽实验中，结合使用超声探头阵列的波面高程测量和粒子图像测速法（PIV）的水体运动学测量。实验在比以往研究更宽的频率范围内进行。波面高程测量用于计算波数和指数阻尼系数。与先前一项油脂冰研究相反，我们发现波数与质量加载模型一致，即相比开阔水域情况有所增大。将波衰减与一系列单层模型比较，表明它们能令人满意地描述所发生的黏性阻尼。PIV 数据也与指数波幅衰减一致，且 POD 分析揭示了冰下平均流的存在，这是波致应力梯度引起的冰位移和堆积所致。最后，我们表明油脂冰的动力学可产生涡流结构，向油脂冰下的水中注入涡流黏度，从而导致增强的混合并参与能量耗散。
引用
@article{arxiv.1809.01476,
title = {Experiments on wave propagation in grease ice: combined wave gauges and PIV measurements},
author = {Jean Rabault and Graig Sutherland and Atle Jensen and Kai H Christensen and Aleksey Marchenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.01476},
year = {2019}
}