摩阻流速與垂線平均流速的關(guān)系探討

黃雯雯

摘? 要：底邊界層在從水平流動(dòng)中抽取能量并在產(chǎn)生紊動(dòng)方面扮演著重要的角色，對(duì)水體的垂向混合，潮能耗散方面有著特殊的意義。在研究水流底邊界層時(shí)，摩阻流速是反應(yīng)底邊界層水流摩阻特性的重要物理量，摩阻流速是以壁面切應(yīng)力與流體密度之比的平方根計(jì)算出的、具有速度量綱的參數(shù)。該文采用王港西洋海域的水文實(shí)測(cè)資料對(duì)近底邊界層摩阻流速與垂線平均流速之間的關(guān)系進(jìn)行探討，分析了兩者之間的相位關(guān)系和線性擬合關(guān)系，得出在一個(gè)潮次中，摩阻流速要先于平均流速達(dá)到最大值，形成這種相位差的原因是沿水深各層最大流速存在相位差，海底的紊動(dòng)切應(yīng)力較大，因此摩阻流速最先達(dá)到平衡;從漲潮加速、漲潮減速、落潮加速和落潮減速這4個(gè)時(shí)段對(duì)摩阻流速與平均流速進(jìn)行線性擬合，得出潮流加速時(shí)摩阻流速值往往會(huì)被低估，減速時(shí)被高估，為以后研究底部邊界層摩阻特性提供參考。

關(guān)鍵詞：摩阻流速? 垂線平均流速? 底邊界層? 摩阻特性

中圖分類號(hào)：TV133 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）06（a）-0056-03

計(jì)算區(qū)域所屬的海域位于黃海南部，隸屬江蘇省南通市的如東縣海域，為粉砂質(zhì)海岸性質(zhì)。由于粉砂質(zhì)海岸泥沙具有易起動(dòng)、沉降快的特點(diǎn)，所以形成了特殊的地形地貌特征，而且水沙運(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜。該海域的潮流特性屬典型的半日潮，漲落潮非常明顯，且潮流強(qiáng)，潮差大。測(cè)區(qū)內(nèi)有太陽(yáng)沙、鯽魚沙、河豚沙、火星沙、西太陽(yáng)沙等沙洲，岸邊部分有相當(dāng)寬闊的潮間帶。……