Turbulence and Thermal Structure in the Upper Ocean: Turbulence-Resolving Simulations
Turbulence and Thermal Structure in the Upper Ocean: Turbulence-Resolving Simulations
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上层海洋的湍流和热结构：湍流解析模拟
DOI：
10.1007/s10494-019-00065-5
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Pham, Hieu T.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sarkar, Sutanu;Pham, Hieu T.
海洋上层直接参与与大气的动量、热量和水分交换。我们在本贡献中考虑了上层海洋流动和传热的三个例子。这些例子的范围从分层剪切层的典型问题到风驱动的表面边界层和日变化的热通量，再到赤道暗流 (EUC) 中的深循环湍流。这些问题说明了层状剪切流湍流、层状旋转流体中的风驱动夹带以及表面强迫与上层海洋中的地下流的连通。我们通过新的模拟以及我们之前的一些工作来讨论这三种情况。直接数值模拟 (DNS) 是我们处理典型剪切层的工具，而对于其他问题，我们的工具是大涡模拟 (LES)，它越来越多地用于检查海洋中的湍流传输和混合。我们讨论浮力和旋转如何影响湍流通量的空间结构和时间演化，从而影响上层海洋的动量和热量的表面输入分布。
The upper layer of the ocean participates directly in the exchange of momentum, heat and moisture with the atmosphere. We consider three examples of upper-ocean flow and heat transfer in the present contribution. These examples range from the canonical problem of a stratified shear layer to the surface boundary layer driven by wind and a diurnally varying heat flux to deep cycle turbulence in the Equatorial UnderCurrents (EUC). These problems illustrate stratified shear flow turbulence, wind-driven entrainment in a stratified, rotating fluid, and the communication of surface forcing to subsurface currents in the upper ocean. We discuss the three cases by including new simulations as well as some of our previous work. Direct numerical simulation (DNS) is our tool for the canonical shear layer and, for the other problems, our tool is large eddy simulation (LES) which is increasingly being used to examine turbulent transport and mixing in the ocean. We discuss how buoyancy and rotation affects the spatial structure and temporal evolution of turbulent fluxes, and thereby the distribution of surface inputs of momentum and heat in the upper ocean.
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DOI：
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