潮汐共振理论和数值研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jackzeng6699
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
共振是自然界普遍存在的现象,海洋潮汐的共振现象也大量存在。  首先用解析方法研究了四种简单模型的共振特征。半封闭有限长沟渠模型产生共振的条件是海区长度等于入射波波长的四分之一,这便是经典的四分之一波长共振理论。对于半无限两水深沟渠模型,根据两沟渠水深比的不同,分了两种情况进行了讨论,共振条件主要决定于第一个沟渠的水深和长度,根据水深比可存在四分之一波长共振和半波长共振两种情况。半无限两水深沟渠模型在无摩擦情况下产生共振时,振幅并不会趋于无穷而是有界的。有限长两水深沟渠模型的情况相对复杂,共振的条件受两沟渠长度和水深的影响,无摩擦情况下共振时水位振幅会趋于无穷。半无限三水深沟渠共振时振幅是有限的,并不会趋于无穷。沟渠为有限长在无摩擦情况下产生共振时,通常水位振幅会趋于无穷;而对于无限长沟渠则通常振幅是有限的,但是会有明显的响应峰值存在。  通过数值实验,对于一维海域,重点讨论了地形对共振周期的影响。一个沟渠的情况,我们选取了五种不同的水深做数值实验,并对部分结果从理论上做了简单的分析,随着地形函数次数的增加,地形越来越接近于平底,对于第一模态的共振周期会产生一定的影响,在平均水深一定的情况下,自地形线性变化至平底,共振周期相差1小时左右。对于两个沟渠的情况,我们侧重研究了陆坡长度对共振的影响。半无限陆架的情况,陆坡长度自1km增加至100km,共振周期有1个小时左右的差距。表明陆坡长度对共振周期虽有一定的影响,但并不大;对于半无限深海的情况,第一模态的共振周期几乎不受陆坡长度的影响,直到第三模态才有产生轻微的影响。  对于Helmholtz模型,研究了地转效应、沟渠长度和宽度、内海水深对共振周期的影响。根据数值实验的结果,当科氏参数比基本原理计算的共振角速率大的时候,会对系统的响应函数产生极大的影响;保持海峡的长度与宽度比不变,第一模态共振周期几乎不受影响,但是对第二模态的共振周期则会有明显的影响;同时,共振周期还会受到内海水深变化的影响。  用数值计算的方法研究了中国近海、缅因-芬迪湾系统和圣劳伦斯湾的响应情况。渤海响应函数的峰值频率为1.52 day-1,这同渤海的自由震荡频率较为接近。北黄海响应峰值频率为1.69 day-1,若渤海海峡是封闭的,这同四分之一波长共振理论较接近。在京畿湾,频率1.7-2.7 day-1范围上有一个较高的振幅增益平稳带。黄海、东海陆架和台湾海峡在频率1.76-1.78 day-1之间有较高的振幅增益存在。北部湾是一个明显存在共振频率的海湾,共振频率为0.91 day-1,与O1分潮频率较为接近。泰国湾响应峰值频率为1.01 day-1,此频率同K1分潮频率接近。南海深海盆的响应峰值频率为0.98 day-1。  缅因-芬迪湾系统的共振周期约在13.0h左右,与N2分潮(12.66 h)较为接近,而芬迪湾在频率/周期2.60 day-1/9.2 h也存在较强的响应峰值,这同芬迪湾四分之一波长共振周期9.3 h较为接近;圣劳伦斯湾的共振现象主要体现在其东北部海区,在这一海区通过海峡与大西洋相连,共振周期约为9.2 h,这可能是由半波长共振引起的。
其他文献
学位
学位
学位
1.及时施肥。还没开花的棉田应适当补施蕾肥,结合中耕培土进行沟施。进入开花期的棉田,要早施、重施花铃肥,每亩施尿素20千克、氯化钾15~20千克,施肥量较多时可分2次(初花期
学位
基于零件失效时间分布密度函数,建立了面向维护的凿岩机服役年龄模型,通过仿真与分析,探讨了零件失效时间分布密度函数的参数对凿岩机服役年龄及零件替换率的影响规律。这对
学位
学位
学位