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风波生成过程的直接数值模拟。 (英语) Zbl 1160.76023号

利用气水耦合模型研究了低风速下的风浪生成过程。小尺度风浪对海面遥感产生影响,因此一直是研究的重点。本文首次采用相应方程组的直接数值模拟方法,同时模拟了大气和海洋湍流耦合流动。耦合模型在三维理想模型域中描述湍流大气和海洋流动,其中流动通过可变形界面分离。给出了控制方程和边界条件(外部边界处的周期性、“上层大气表面”处的Poiseuille流类型、“下层海洋表面”的自由滑动以及速度、切向应力和法向应力在界面上的连续性)。界面边界条件被线性化。简要介绍了数值方法和模拟的初始化(流向完全发展的剪切驱动湍流的“旋转”)。在结果部分,流动可视化侧重于波浪和条纹的时间和空间演变,以及压力和应力场。研究了表面波的特性,并与以前的实验研究进行了比较。研究了波浪对界面上下湍流统计的影响,并对水中湍流、表面张力和空气域数值深度的影响进行了敏感性试验。将模拟波在临界和指数阶段的增长率分别与风浪生成理论和测量结果进行了比较。

MSC公司:

76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
76N15型 气体动力学(一般理论)
86A05型 水文学、水文学、海洋学
86A10美元 气象学和大气物理学
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全文: 内政部

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