密度分层流体中不同潜深拖曳回转体激发内波特性实验

摘要：

在具有强密度跃层的分层流体中,采用沿水槽中纵剖面对称布置的电导率探头阵列方法,对长径比为7.7的轴对称回转体在5种不同潜深下拖曳运动激发内波时空特性进行了系列实验.结果表明:存在一个与潜深无关的临界转捩Froude数Frc=3.64,当Froude数Fr＜Frc时,在不同潜深下,内波相关速度均与物体运动速度一致,体积效应内波为主控内波,但内波反对称度随Fr增大而增大,表明尾迹效应内波的影响也随着增大;同时,存在一个内波峰值Froude数Frp≈ 1.33,当Fr＜Frp时,无量纲内波最大峰-峰幅值随Fr增大而增大,而当Fr＞Frp时,无量纲内波最大峰-峰幅值随Fr增大而减小.当Fr＞Fr时,在不同潜深下,内波相关速度均小于模型运动速度,其相关速度Froude数Friw均在0.7～1.4之间的一个条带内变化,内波反对称度近似在某个小于0.5的常数附近波动,尾迹效应内波中对称部分略为占优,而且尾迹效应内波中对称和反对称部分的水平张角均近似为20.6°;同时,无量纲内波最大峰-峰幅值均随Fr增大而近似线性增大,而且其线性增大的斜率与潜深之间近似满足指数衰减关系.特别地,本文工作表明,现有文献认为尾迹效应内波关于轴对称回转体纵剖面是对称的先验假定是不合理的.

关键词：密度分层流体、轴对称回转体、体积效应内波、尾迹效应内波、反对称度

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资助基金：国家自然科学基金11072153,11372184

在线出版日期：2018-06-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：2132-2148