线性分层环境中异重流沿斜坡的演变特性

摘要

在线性分层水环境中,对突然释放型异重流在不同角度斜坡上的发展和演变特性展开了实验研究.异重流在分层水体中的发展可以分为加速、减速和分离阶段三个过程.对异重流头部位置和头部速度进行了分析,阐明了不同因素的影响机理.采用粒子图像测速技术(PIV)得到线性分层环境中突然释放型异重流的速度场,结果表明异重流与环境流体的交界面上呈现出了典型的开尔文-亥姆霍兹不稳定性(Kelvin-Helmholtz Instability)现象.对涡度场的分析表明,异重流不同位置的涡度方向存在差异,上边界的正向开尔文-亥姆霍兹涡是产生卷吸的主要原因,下边界的负向涡度则由边界层引起.