海氣界面通量是描述海氣相互作用、全球氣候變化、大氣和海洋環(huán)流、颶風(fēng)的發(fā)展、海浪的產(chǎn)生、混合層和季節(jié)溫躍層等大量動(dòng)力學(xué)過程的重要參量。因此，簡(jiǎn)單、快速而且準(zhǔn)確的計(jì)算海氣界面通量就變得十分重要。本文的研究?jī)?nèi)容是基于一個(gè)海氣界面通量浮標(biāo)和聲學(xué)波浪流速剖面儀對(duì)海氣界面的大氣湍流和海浪信息的觀測(cè)數(shù)據(jù)，圍繞著海氣界面通量的渦相關(guān)計(jì)算和參數(shù)化方法這一核心問題，展開了大氣邊界層湍流分析、非湍流運(yùn)動(dòng)對(duì)渦相關(guān)通量的影響、海浪對(duì)動(dòng)量通量(風(fēng)應(yīng)力)的影響及拖曳系數(shù)的參數(shù)化等方面的研究。 本文首先根據(jù)適用于分析非線性和非平穩(wěn)信號(hào)的HHT(Hilbert–Huang Transform)方法，分析海氣界面通量浮標(biāo)觀測(cè)的大氣湍流數(shù)據(jù)，將其劃分為具有不同特征頻率的運(yùn)動(dòng)模態(tài)，它們對(duì)應(yīng)不同時(shí)間尺度的湍流運(yùn)動(dòng)渦旋。并對(duì)各個(gè)運(yùn)動(dòng)模態(tài)進(jìn)行能譜分析，將各個(gè)模態(tài)的能量貢獻(xiàn)峰值區(qū)與湍流能譜中的慣性子區(qū)和含能大渦區(qū)相對(duì)應(yīng)。 本文然后基于HHT，提出了一種移除非湍流運(yùn)動(dòng)對(duì)渦相關(guān)通量影響的新方法。該方法通過計(jì)算各個(gè)運(yùn)動(dòng)模態(tài)對(duì)通量的貢獻(xiàn)，建立通量對(duì)時(shí)間尺度的依賴，進(jìn)而找出區(qū)分湍流模態(tài)和非湍流模態(tài)的間隙模態(tài)，通過從原始信號(hào)中移除非湍流模態(tài)，實(shí)...

【文章頁(yè)數(shù)】：142 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖2.2原始數(shù)據(jù)與h1(t)

2利用HHT分析海氣界面的大氣邊界層湍流圖2.1T(t)的極值點(diǎn)、包絡(luò)線及均值曲線m1(t)

圖2.4原始數(shù)據(jù)與殘差項(xiàng)

序列分解的約束條件，包括：收斂，正交，唯一等。原始時(shí)間序列T(t)中移除，得到殘余的時(shí)間序列r1(t)=T(t)c1(t)，然(4)的過程，得到第二個(gè)模態(tài)c2(t)，直至第n個(gè)模態(tài)cn(t)，并得到殘1221()()(),...,()(....

圖2.5原始數(shù)據(jù)與模態(tài)10—15的總和

2利用HHT分析海氣界面的大氣邊界層湍流10-15求和，再與原始數(shù)據(jù)T(t)比較，見圖2.5�？梢园l(fā)現(xiàn)，模態(tài)10-1要小，但是它們?nèi)匀环从沉舜蟪叨鹊耐牧鬟\(yùn)動(dòng)，每個(gè)模態(tài)都代表了。

圖2.6原始數(shù)據(jù)與模態(tài)7—15的總和

圖2.5原始數(shù)據(jù)與模態(tài)10—15的總和模態(tài)7-15求和，與原始數(shù)據(jù)T(t)比較，見圖2.6。與模態(tài)10-15的圖2.5相比點(diǎn)顯著增多，即小尺度運(yùn)動(dòng)分量的影響明顯加強(qiáng)�？梢钥闯觯B(tài)的運(yùn)動(dòng)時(shí)模態(tài)數(shù)而增加的，雖然殘差項(xiàng)所代表的運(yùn)動(dòng)不能被完全識(shí)別，但是其時(shí)間尺

本文編號(hào)：4001898