本文關(guān)鍵詞：基于空間啁啾海洋內(nèi)波傳播機(jī)理的研究

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【摘要】：海洋內(nèi)波是發(fā)生在密度穩(wěn)定層化的海水內(nèi)部的一種波動，其中最常見的是潮成內(nèi)波。潮成內(nèi)波經(jīng)常出現(xiàn)在世界各大洋及其邊緣海，屬于中、小尺度海洋內(nèi)波現(xiàn)象。海洋內(nèi)波的研究對于海洋工程、海洋資源開發(fā)與利用、海洋生態(tài)等方面都有著重要的意義。中國南海由于地勢環(huán)境的復(fù)雜性，成為海洋內(nèi)波的多發(fā)區(qū)，一直備受學(xué)者關(guān)注。關(guān)于內(nèi)波的研究主要從生成、傳播和消亡等方面進(jìn)行。其中針對內(nèi)波的生成機(jī)制和傳播過程中非線性效應(yīng)和頻散效應(yīng)的作用機(jī)制研究都有不同結(jié)論。本文通過引入空間啁啾數(shù)值研究海洋內(nèi)波生成和傳播的物理機(jī)理。具體工作如下： 第一，建立描述大振幅內(nèi)波傳播的完全非線性薛定諤（NLS）方程。在兩層海洋結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上，利用流體力學(xué)拉普拉斯方程和伯努利方程，引入多重尺度變量，通過攝動展開方法，得到描述大振幅內(nèi)波傳播的完全NLS方程。通過分析方程相關(guān)系數(shù)的變化求解方程的解析解。 第二，引入空間啁啾參量，研究內(nèi)波傳播過程中非線性效應(yīng)和頻散效應(yīng)的作用機(jī)理。假設(shè)初始波形分別為高斯型和雙曲正割型時，基于完全非線性薛定諤方程，，推導(dǎo)頻散效應(yīng)所致啁啾和非線性效應(yīng)所致啁啾的表達(dá)式，數(shù)值模擬在不同水深和不同層化下頻散效應(yīng)所致啁啾、非線性效應(yīng)所致啁啾及總啁啾的演變，總結(jié)演變規(guī)律。最后，將其應(yīng)用在中國南海實際海域處，并結(jié)合MODIS圖像數(shù)值模擬內(nèi)波傳播，得到結(jié)論：內(nèi)波從深水傳到淺水時，頻散效應(yīng)先增大后減小，導(dǎo)致內(nèi)波波形展寬，振幅減��；非線性效應(yīng)則會隨著傳播時間累積增加，在傳播過程中不會改變振幅，但是會產(chǎn)生新的頻譜分量，從而使波形變窄。 第三，通過調(diào)制不穩(wěn)定性的增益討論呂宋海峽處內(nèi)波生成機(jī)理�；谕耆玁LS方程推導(dǎo)得出內(nèi)潮波調(diào)制不穩(wěn)定性的條件，并討論水深、層化和初始振幅對調(diào)制不穩(wěn)定性峰值增益的影響。分析了呂宋海峽區(qū)域內(nèi)潮的調(diào)制不穩(wěn)定性，最后模擬了呂宋海峽內(nèi)潮波演變成內(nèi)孤立波的過程。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P731.24

【參考文獻(xiàn)】

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1 尚曉東;盧著敏;謝曉輝;陳桂英;;南海北部陸坡海域內(nèi)波譜特征[J];熱帶海洋學(xué)報;2009年03期

本文編號：1285631