擴散對流溫鹽臺階結構的數值模擬
摘要:熱鹽驅動(dòng)下的擴散對流現象是海洋中高緯度海域普遍存在的一種現象,對其進(jìn)行數值模擬可更細致地研究海洋小尺度動(dòng)力過(guò)程。文章分析了擴散對流的形成機制,建立了二維方腔模型,通過(guò)有限體積法求解控制方程,對其分層現象進(jìn)行了數值模擬。研究給出了流場(chǎng)的溫度及鹽度隨時(shí)間演化的關(guān)系,展現了流場(chǎng)中速度的渦旋結構,分析了溫鹽臺階結構的生成、合并的演化過(guò)程,并對其物質(zhì)和能量的輸運進(jìn)行了初步的理論解釋。另外,對不同熱流密度情況下的擴散對流現象進(jìn)行了對比研究,發(fā)現隨著(zhù)熱流密度的增加,臺階結構的演變速率變快,而且上邊界冷卻對其演化速率具有促進(jìn)作用,但熱流密度的改變并沒(méi)有對臺階結構的演變趨勢產(chǎn)生明顯的影響。
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