海岸水系统中拉格朗日相干结构的敏感性与鲁棒性
大气与海洋物理
2021-03-22 v1 流体动力学
摘要
在海岸水系统中，水平混沌弥散在污染物的分布与归宿中起着重要作用。拉格朗日相干结构（LCSs）为处理污染物输运问题提供了有用工具，且近来才应用于海岸水体。尽管基于理想化解析流场的LCS方法基本原理已在文献中确立，但关于其在边界与地形效应常变显著的海岸水中实际实现的研究有限。由于其复杂地形与边界，非结构网格系统常用于海岸水建模。为便于推导LCS诊断量，通常使用结构网格。此处我们考察网格分辨率、插值方案与加性随机噪声对海岸水相关LCS诊断量的影响。使用了双涡与蜿蜒射流两个运动学模型流，以及澳大利亚莫顿湾水动力模型在非结构网格上经验证的输出。结果显示LCS对由非结构向结构网格数据转换中插值方案引起的误差相当鲁棒。归因于底层流场的散度，结果表明1-10%量级的随机误差导致最大有限时间李雅普诺夫指数脊与闭合轨道椭圆LCSs连续性的破坏。该结果对将基于确定性流场的LCS公式应用于扩散性海岸水的适用性具有重大意义。
引用
@article{arxiv.2103.10934,
title = {Sensitivity and robustness of Lagrangian coherent structures in coastal water systems},
author = {Anusmriti Ghosh and K. A. Suara and Scott W. McCue and Richard J. Brown},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.10934},
year = {2021}
}
备注
33 Pages, 18 figure, Under review