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Hydrodynamic instabilities and entrainment processes in density-stratified two-layer exchange flows over a submerged sill: theoretical analysis, numerical and physical experiments

水下基台上密度分层两层交换流中的水动力不稳定性和夹带过程：理论分析、数值和物理实验

基本信息

批准号：
5440733
负责人：
Professor Gerhard H. Jirka, Ph.D. (†)
金额：
--
依托单位：
Institut für Hydromechanik (IfH)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2004
资助国家：
德国
起止时间：
2003-12-31 至 2008-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5440733?language=en
关键词：
Hydrodynamic instabilities entrainment processes density

项目摘要

Natürliche Wasserkörper, die über eine Engstelle oder einen Kanal miteinander verbunden sind, weisen aufgrund unterschiedlichen Salz- oder Sedimentgehalts oder Temperatur eine veränderliche Dichte auf. Dadurch entstehen Strömungsvorgänge, bei denen große Wassermengen mitsamt ihren Wasserqualitätsmerkmalen (chemische, physikalische und biologische Eigenschaften) ausgetauscht werden. Zahlreiche Beispiele finden sich in der Ozeanographie (Straße von Gibraltar, Bosporus, Nord-Ostsee-Verbindungen) sowie im wasserbaulichen Gebiet (Seen und Wasserreservoirs, die über Engstellen verbunden sind sowie Seitenarme bei Flüssen). An der Zwischenschicht solcher Austauschströmungen treten Strömungsinstabilitäten auf, wie z.B. Kelvin-Helmholtz Wirbel, die zu Massenaustausch bzw. Mischungseffekten zwischen der oberen und der unteren Fluidschicht führen, und dadurch deren Wasserqualitäts- und Strömungseigenschaften beeinflussen. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, den Zusammenhang zwischen den maßgeblichen Parametern (geometrische Bedingungen, Wassertiefe sowie Dichteunterschiede) und den auftretenden Strömungsinstabilitäten mit den damit verbundenen Misch- und Transportvorgängen im Detail zu beschreiben. Eine Quantifizierung und Prognostizierung dieser Strömungsphänomene soll mittels physikalischer Experimente unter Verwendung moderner synoptischer Messtechniken (gekoppeltes PIV/PLIF), sowie durch hydrodynamische Stabilitätsanalysen und numerische Simulationen erreicht werden.

nat<s:1> richhe Wasserkörper, die ber eine Engstelle oder einen Kanal miteinander verbunden sind, weisen aufgrund unschiedlichen Salz- oder Sedimentgehalts oder temperature eine veränderliche Dichte auf。Dadurch entstehen Strömungsvorgänge, bei denen große Wassermengen mitsamt ihren Wasserqualitätsmerkmalen（化学，物理和生物特征）ausgetauscht werden。Zahlreiche Beispiele finden sich in der Ozeanographie (Straße von Gibraltar, Bosporus, north - ostsee - verindungen) sowie im wasserbaulichen Gebiet（见und wasser水库，die ber Engstellen verbunden sind sowie Seitenarme bei flilssen）。a der Zwischenschicht solcher Austauschströmungen treten Strömungsinstabilitäten auf, a . b . Kelvin-Helmholtz Wirbel, d . zu massenaustusch bzw。Mischungseffekten zwischen der oberen und der underteren Fluidschicht fhren, und dadurch deren Wasserqualitäts- und Strömungseigenschaften beinfussen。Ziel dieses Forschungsprojektes ist, den Zusammenhang zwischen den maßgeblichen Parametern (geometric ische Bedingungen, Wassertiefe sowie Dichteunterschiede) and den auftretenden Strömungsinstabilitäten mit den damit verbundenen Misch- and Transportvorgängen im Detail zu beschreiben。[9] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1]