加急见刊

扩散对流温盐台阶结构的数值模拟

徐岩; 刘香全; 宋仁刚; 岑显荣; 郭双喜; 周生启 山东科技大学电子通信与物理学院; 山东青岛266590; 热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所); 广东广州510301; 中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室; 北京100083; 中国科学院大学材料科学与光电技术学院; 北京100049

摘要：热盐驱动下的扩散对流现象是海洋中高纬度海域普遍存在的一种现象,对其进行数值模拟可更细致地研究海洋小尺度动力过程。文章分析了扩散对流的形成机制,建立了二维方腔模型,通过有限体积法求解控制方程,对其分层现象进行了数值模拟。研究给出了流场的温度及盐度随时间演化的关系,展现了流场中速度的涡旋结构,分析了温盐台阶结构的生成、合并的演化过程,并对其物质和能量的输运进行了初步的理论解释。另外,对不同热流密度情况下的扩散对流现象进行了对比研究,发现随着热流密度的增加,台阶结构的演变速率变快,而且上边界冷却对其演化速率具有促进作用,但热流密度的改变并没有对台阶结构的演变趋势产生明显的影响。

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