發(fā)生在密度分層流體界面處的界面波在海洋、湖泊中并不少見(jiàn),它的研究不僅對(duì)與自身相關(guān)的現(xiàn)象有重要意義,而且還對(duì)人們了解一般的三維海洋內(nèi)波及海洋內(nèi)波在海洋內(nèi)部質(zhì)量、動(dòng)量、能量等交換過(guò)程、海洋內(nèi)部混合、環(huán)境和氣候變化中的作用,內(nèi)波與其它多尺度海洋波動(dòng)間的相互作用(如:內(nèi)波-表面波、內(nèi)波-流、內(nèi)波-渦間的相互作用等,特別是對(duì)大尺度過(guò)程的作用和貢獻(xiàn))、海洋工程和海洋軍事等具有指導(dǎo)意義。界面波通常借助于兩層模型來(lái)研究。但在真實(shí)的海洋內(nèi)部,密度成層現(xiàn)象有時(shí)非常復(fù)雜。因此,開(kāi)展多層密度成層水域界面波研究非常必要。 本文以小振幅波理論為基礎(chǔ),利用攝動(dòng)方法研究了二維和三維情形下密度呈N 層成層、無(wú)旋、無(wú)粘不可壓流體界面波。首先,得到了二維情形下沒(méi)有背景流場(chǎng)時(shí)各界面波的二階 Stokes 波解,研究表明:各界面波一階解為線性波解,二階解是由一階解及界面波二階非線性修正和界面波之間二階非線性相互作用所確定,所給出的一階和二階解均依賴(lài)于各層流體的密度與厚度。波動(dòng)頻散關(guān)系是關(guān)于頻率 ω~2的 N -1階多項(xiàng)式,它的解對(duì)應(yīng)于 N -1個(gè)界面波運(yùn)動(dòng)模態(tài)。然后,導(dǎo)出了二維情形下有背景流場(chǎng)存在時(shí)各界面波的二階漸近解,研究了背景流場(chǎng)對(duì)一階和二階 Stokes 波解的修正。最后,給出了三維情形下無(wú)背景流場(chǎng)時(shí)各界面波的二階隨機(jī)波解,并指出:一階解是許多具有不同振幅、波數(shù)和頻率的波分量的線性疊加;二階解是由一階解及二階漸近方程的解確定;二階漸近方程的解描述了位于同一密度界面上波分量的二階非線性修正及二階非線性相互作用和相鄰密度界面上波分量的二階非線性修正和二階非線性相互作用;一階解及二階解均依賴(lài)于各層流體的厚度和密度。此外,還說(shuō)明一些已有的相關(guān)結(jié)果均可看作是本文結(jié)果的特例。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2005
【中圖分類(lèi)】：P731.22
【部分圖文】：

圖10N層成層水域結(jié)構(gòu)及界面波示意圖
【引證文獻(xiàn)】

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1 王剛;南海西北部陸架潮頻內(nèi)波生成過(guò)程的數(shù)值模擬[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2006年

2 吳正人;非平整底部上非線性波的生成演化規(guī)律研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2008年

3 楊紅麗;兩層流體界面內(nèi)波的色散和非線性特征研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2008年

4 劉永軍;地轉(zhuǎn)對(duì)海洋內(nèi)波的影響研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 張海濤;地轉(zhuǎn)效應(yīng)對(duì)非線性表面波的影響[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2010年

2 李明遠(yuǎn);具有一類(lèi)剪切背景流的強(qiáng)非線性長(zhǎng)波[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2012年

3 徐鑫哲;內(nèi)波生成機(jī)理及二維內(nèi)波數(shù)值水槽模型研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2843485