利用旋转平台模拟双河口羽流相互作用的研究

摘要

本文通过旋转平台实验室实验的方法,探讨了双河口情况下两个羽流将如何发生相互作用.在研究中,提出了一种新颖的技术对河口羽流的各切面流场进行测量,来获得河口羽流多个平面的速度场及涡度场,并基于此模拟了双河口羽流系统的准三维结构.通过对不同入流速度下的双河口羽流流场演变过程和内部结构进行了一系列对比研究,以期揭示上游河流的入流如何影响下游河口涡旋的形成及在羽流相互作用情形下各个羽流的演变.实验结果表明:随着上游入流流量的增加,上游羽流形成的沿岸流对下游河口涡旋沿岸迁移的促进和离岸输运的抑制作用将更加显著.特别是在上游入流流量等于或大干下游入流流量的情况下,下游羽流河口涡旋的体积增长明显较单一河口情况放缓.在上游入流流量较大的情况下,下游原有河口涡旋被推向更下游位置,在远离河口的位置形成另一个河口涡旋.在垂直方向上,我们可以观察到高上游入流流量条件下的下游河口涡旋的深度较小,更有利于形成三层流体的情况.本研究对多河口近海流域的营养盐及污染物的输运情况等社会和生态问题的研究有着重要的意义.