Interaction of a downslope gravity current with an internal wave
Interaction of a downslope gravity current with an internal wave
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下坡重力流与内波的相互作用
DOI：
10.1017/jfm.2019.414
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发表时间：
2019
影响因子：
3.7
通讯作者：
Koseff, Jeffrey R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ouillon, Raphael;Meiburg, Eckart;Ouellette, Nicholas T.;Koseff, Jeffrey R.
本文研究了沿沿着两层密度跃变传播的内波与下坡重力流的相互作用。直接数值模拟证实了早期的实验结果，即重力流质量通量减少，以及重力流头被大振幅波从其主体部分移除（Hogg等人，Environ.流体机械，vol. 18（2），2018，pp. 383-394）。目前被观察到分裂成一个入侵的稀释流体传播沿着接口和hyperpycnal电流，继续向下坡。模拟提供了详细的定量信息的能量预算组件和混合动力学的电流波相互作用，这表明存在两个不同的参数制度。小振幅的波影响电流在很大程度上是瞬态的方式，使后相互作用的电流的属性接近那些在没有波。另一方面，大振幅波对重力流流体做了足够大的功，以便长期改变其性质。大波浪对水流的“斩首”，沿着形成一个上坡水流，增强了粘性耗散和不可逆混合，从而大大减少了水流的可用势能。
We investigate the interaction of a downslope gravity current with an internal wave propagating along a two-layer density jump. Direct numerical simulations confirm earlier experimental findings of a reduced gravity current mass flux, as well as the partial removal of the gravity current head from its body by large-amplitude waves (Hogg et al., Environ. Fluid Mech., vol. 18 (2), 2018, pp. 383–394). The current is observed to split into an intrusion of diluted fluid that propagates along the interface and a hyperpycnal current that continues to move downslope. The simulations provide detailed quantitative information on the energy budget components and the mixing dynamics of the current–wave interaction, which demonstrates the existence of two distinct parameter regimes. Small-amplitude waves affect the current in a largely transient fashion, so that the post-interaction properties of the current approach those in the absence of a wave. Large-amplitude waves, on the other hand, perform a sufficiently large amount of work on the gravity current fluid so as to modify its properties over the long term. The ‘decapitation’ of the current by large waves, along with the associated formation of an upslope current, enhance both viscous dissipation and irreversible mixing, thereby strongly reducing the available potential energy of the flow.
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