PoF | 华东师范大学张继才研究员：强流海域底边界层减阻机制 - 声学多普勒流速仪(ADV)

6 j. c$ V0 h" ^: r v/ Z& V$ {

强流海域底边界层减阻机制

) M2 l* Y2 o! q

华东师范大学张继才研究员

— 研究介绍 —

" I/ u) a8 Q8 h/ W: ^

海洋底边界层过程对水体混合、能量平衡、细颗粒的再悬浮与搬运、床底侵蚀与堆积等过程有重要影响。为研究强流海域底边界层动力过程和湍流参数的时空分布特征，张继才研究团队基于坐底式观测平台对浙江舟山典型水道底边界层开展长期、定点、连续、高频观测（图1-图2）。研究发现：半日分潮主导水道底边界层内湍流特征参数，如脉动强度、摩阻流速和底拖曳系数，呈四分之一周日变化特征；水道底拖曳系数在高流速情况下发生减阻现象（图3）。对高流速下拖曳系数减小的成因进行了探讨：（1）水道底部浮泥层的存在抑制了湍流猝发；（2）水道底部存在的高速流体产生稳定涡旋并形成壁面隔离；（3）高流速导致壁面法向速度梯度降低，从而减小湍流阻力。该研究成果对于深入了解强流海域底边界层动力机制，并建立更为真实的参数化方案具有参考价值。

张继才担任华东师范大学河口海岸学国家重点实验室研究员、博士生导师，研究特长为结合数学方法，开发海洋领域的新方法、新技术；以提升海洋数值模式能力为科研主线，尤为侧重关键物理过程参数化、参数自动优化估计及多源数据同化方面研究。近五年第一和通讯作者发表国际主流期刊论文二十余篇，详细信息：http://www.sklec.ecnu.edu.cn/Staff/ZhangJicai，诚挚欢迎海洋、大气、数学、物理、力学、流体、计算机、地理、环境等专业背景的同学加入团队！

图 1 研究区域与观测站位分布，红点指代坐底式观测平台布放位置图 2 坐底式观测平台及搭载观测仪器示意图。搭载的观测仪器分别为：温盐深仪（CTD）、声学多普勒流速剖面仪（ADCP）、声学多普勒高频流速仪（ADV）图 3 底拖曳系数随底层流速的变化 1 E* ~5 q' r7 ^; X' Y* X

— 原文信息 —

$ G1 O4 f. P) @0 k! M3 X6 M

标题：Observational study on drag reduction of continental-shelf bottom boundary layer

作者：S. Qian（钱苏慧）, J. Zhang*（张继才）, D. Wang（王道胜） and Y. P. Wang（汪亚平）

2 m8 v$ Y' }+ K2 O$ y

期刊：Physics of Fluids, 34, 055127 (2022)

; g. i& Y7 H- J& e) R

原文链接：

' y- h7 \4 q1 h& O! P" ~

https://doi.org/10.1063/5.0091335

7 b2 Z( B8 e6 N6 G' [

— 期刊介绍 —

Physics of Fluids是一本卓越的期刊，致力于发表原创理论、计算和实验贡献，以了解气体、液体和复杂或多相流体的动力学。

2 o7 [- U+ D* T+ Q) I& d

关于AIP出版社

; z4 D1 T' o/ O, m

美国物理联合会出版社（AIP 出版社）是美国物理联合会（AIP）旗下的非营利独资出版社。AIP 出版社的使命是在物理和相关科学领域开展学术出版活动，以支持AIP的慈善、科学和教育目标。我们也代表出版合作伙伴进行出版活动，以帮助其积极推进自身的使命。

访问主页：

https://publishing.aip.org/

关注公众号，了解最新资讯

$ ?9 P" F. j. H7 t " `6 h' r1 o: c: R8 I4 ^. i4 t / X& \3 J- a- L' @8 q4 Y 8 R6 U" _0 Q( @: } 2 `; g1 X- h1 D+ ]: l: j