弱非线性内孤立波在斜坡上的传播演化特性

郅长红,陈 科，尤云祥

(上海交通大学 三亚崖州湾深海科技研究院，海南 三亚 572000; 上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240)

海洋内孤立波是在密度层化海洋内部一种常见的波动，尤其发生在近海沿岸及海峡周围.Cai等[1]在中国南海发现具有稳定波峰的内孤立波，这些内孤立波周期长、波高大，有的甚至能达到100 m，于是当这些携带了巨大能量和动量的内孤立波传播至陆架海域时，会对近岸海洋结构物造成巨大的动载荷，从而危害其生产和生存安全[2-5].在军事领域，海洋内波导致的密度面脉动能影响水下声波的传播，严重影响水下目标的探测和定位，甚至引发潜艇失控等重大事故.在民用上，内波频发对海上作业平台和水下生产设备也会造成巨大的影响.我国南海北部海域地形复杂且密度垂向层化特征明显，是内波频发的海域，为保障海上作业安全和规避可能的海下作业的风险，深刻理解在南海海域内波的生成演化传播机制具有重大的意义.

在理论与数值研究方面，弱非线性内孤立波在平坦地形上的传播已经被广泛研究.为描述内孤立波在斜坡上的传播过程，张善武[6]利用该理论很好地对南海北部的内孤立波的传播演化进行了模拟.Helfrich等[7]提出了三阶非线性项的KdV(Korteweg-de Vries)方程，但他并未对KdV理论做进一步的适用性分析.为定量地衡量非线性和色散性，黄文昊等[8]又通过系列模型试验给定了上述KdV理论的适用范围,并基于以上……