MCC-FS内孤立波模型算法及速度场研究

赵彬彬， 张天钰， 王战,2， 段文洋， 王泽航 (.哈尔滨工程大学 船舶工程学院，黑龙江 哈尔滨 5000； 2.青岛哈尔滨工程大学创新发展中心，山东 青岛 266555)

内孤立波是一种最大振幅发生在密度稳定层化海洋内部的波动，通常由洋流通过不平坦的海底而产生，是海洋中频繁发生的现象[1-2]。我国南海是内孤立波的频发海域,被评价为研究大幅内波的“天然实验室”，Huang等[3]在南海观测到波幅240 m，流速2.55 m/s的大幅内孤立波。大幅内孤立波在传播中携带着巨大能量，对海洋结构物存在严重威胁。因此，内孤立波的研究对于南海海洋环境的认识和开发具有极大的现实意义。在内波问题的研究上，当密度跃层的厚度较小时，可以简化为两层流体间的内波问题，即每一层流体的密度均为常数，两层流体界面处存在密度跳跃。在两层内孤立波的水池实验研究上，文献[4-7]采用重力塌陷法对两层流体间内孤立波的波形、波速以及速度场等特性进行研究。黄文昊等[8]采用双推板法生成内孤立波，对实验中内孤立波的振幅实现了自主控制。国际上流行的内孤立波理论模型主要有Korteweg-deVries (KdV)模型、MCC模型以及High-Level Green-Naghdi (HLGN)模型等。KdV模型是当前应用最广泛的内波模型，但是对大幅内孤立波进行研究时，KdV模型给出的结果往往不尽如人意[4]。

考虑到大幅内孤立波的强非线性，文献[9-10]假设特征波长较总水深更长，振幅与总水深相当，从完全非线性欧拉方程出发，采用层平均水平速度方法，建立了适用于刚盖近似下大幅内孤立波的MCC-RL模型。……