力學(xué)大會(huì)2015集水平繞流與上升流

引海山（ot）為海底山，是一種海洋地形形態(tài)見(jiàn)的海山形態(tài)按照地貌形態(tài)和構(gòu)造特征分為兩大類：平頂型海山和尖峰型海山[1經(jīng)海山時(shí)繞過(guò)海山形成水平繞流；而另外的部分由于阻斷作用沿海山坡面流動(dòng)為為對(duì)海山水平繞流與上升流進(jìn)行數(shù)值模擬認(rèn)識(shí)理解相應(yīng)的流動(dòng)機(jī)制以及不同控制參數(shù)對(duì)流動(dòng)的影響規(guī)律。作為一種重要的海水流動(dòng)形態(tài)，海山的水理環(huán)境有著極其重要的影響，而且對(duì)島礁資源

低雷諾數(shù)如Re=應(yīng)的臨界雷諾數(shù)進(jìn)一步增大。在雷諾數(shù)Re≤

uvwxyuuuvuwup1(2u2u zxRex2y2vuvvvwvp1(2v2v zyRex2y2

yx w 12w2yxtuxvywzz

νp為壓力，U為速度，

無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究以及對(duì)真實(shí)環(huán)境下的海山

徑即為本文使用的特征長(zhǎng)度（L），即L=1。zyx

本研究的計(jì)算域邊界條件為速度流動(dòng)特征，本文在數(shù)值模擬中構(gòu)造了一個(gè)非均勻的網(wǎng)格，即在近海山側(cè)壁區(qū)域采用較細(xì)的網(wǎng)格。網(wǎng)格計(jì)算如圖3、4所示，監(jiān)測(cè)P7( vv t

圖賴（Re105Δtvv t圖（Re=105,Δt=

(d)Re=圖5非浸沒(méi)海山不同Re數(shù)下模型內(nèi)部渦量云（t=400,z=-對(duì)于浸沒(méi)海山而言，其水繞流的流動(dòng)現(xiàn)象與非浸沒(méi)海山是相類似的。尾跡區(qū)的動(dòng)依賴于雷諾數(shù)，隨著諾數(shù)的增大逐漸由滯留渦向愈發(fā)紊亂的渦脫落現(xiàn)象演變山中，e 。Re=Re=Re=

z=z=z=圖6浸沒(méi)海山頂部以上不同位置高度的渦量云(t=400，Re=。Re=

hh0 圖8非浸沒(méi)海山分界點(diǎn)高度對(duì)Re數(shù)的依Re=hhRe=

0

Re=圖圖(t=400)沒(méi)海山側(cè)壁附近均出現(xiàn)了較為清晰的分界點(diǎn)。流動(dòng)結(jié)構(gòu)亦有變化。在特定雷諾數(shù)下（如Re=部在高雷諾數(shù) 變化的序列圖，可確定出豎直方向速度w==

圖9浸沒(méi)海山分界點(diǎn)高度對(duì)Re數(shù)的依可得到分界點(diǎn)與雷諾數(shù)的擬合計(jì)算。對(duì)于h≈-h0.01855[lg(Re)]2+0.08139lg(Re)+0.1155結(jié)山上升流與下降流分界點(diǎn)高度的擬合計(jì)算。朱本鐸梁德華崔兆國(guó),中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版42(2),93-98.Daniel,R.G.&David,C.C.,1997,Flowandparticlemotioninducedaboveatallseamountbysteadyandtidalbackgroundcurrents,Deep-Sea.Res.PartI,44(5),719-744.Taylor,G.I.,1917,Motionofsolidsinfluidswhentheflowisnotirrotational,Proc.R.Soc.Lond.,93,92-113.Proudman,J.,1916,Onthemotionofsolidsinaliquidpossessingvorticity,Proc.R.Soc.Lond.,92,408-424.McCartney,M.,1975,InertialTaylorcolumnsonabeta-ne,J.FluidMech,68,71-95.Verron,J.,1986,Topographiceddiesintemporallyvaryingoceanicflows,Geophys.Astrophys.Fluid.Dyn.,35,257-276.Verron,J.&Provost,C,1985,Anumericalstudyofquasi-geostrophicflowoverisolatedtopography,J.FluidMech.,154,231-Huppert,H.E.&Bryan,K,1976,Topographicallygeneratededdies,Deep-Sea.Res.PartI,23,655-679.Chapman,D.C.&Haidvogel,D.B.,1992,FormationofTaylorcapsoveratallisolatedseamountinastratifiedocean,Geophys.Astrophys.FluidDyn.,64,31-Benjamin,K.,Zhang,H.P.&Swinney,H.L.,2010,Tidalflowoverthree-dimensionaltopographygeneratesout-of-forcing-neharmonics,Geophys.Res.Lett.,37,14606-14611.Benjamin,K.,Zhang,H.P.&Swinney,H.L.,2009,Tidalflowoverthree-dimensionaltopographyinastratifiedfluid,Phys.Fluids,21,116601-116612.Holloway,P.E.&Merrifield,M.A.,1999,Internaltidegenerationbyseamounts,ridgesandislands,J.Geophys.Res.,104,25937-H