Quantifying mixing and available potential energy in vertically periodic simulations of stratified flows

نویسندگان

چکیده

Turbulent mixing exerts a significant influence on many physical processes in the ocean. In stably stratified Boussinesq fluid, this irreversible describes conversion of available potential energy (APE) to background (BPE). some settings APE framework is difficult apply and approximate measures are used estimate mixing. For example, numerical simulations turbulence often use triply periodic domains increase computational efficiency. setup however, BPE not uniquely defined method Winters et al. (1995, J. Fluid Mech., 289) cannot be directly applied calculate APE. We propose new technique with mean stratification. By defining control volume bounded by surfaces constant buoyancy, we can construct an appropriate buoyancy profile $b_\ast(z,t)$ accurately quantify diapycnal such systems. This also permits accurate calculation finite amplitude local density domains. The evolution analysed various turbulent flow simulations. show that dissipation rate variance $\chi$ provides good approximation rate, even flows variations When quantifying efficiency transient flows, find variation depending whether laminar diffusion included kinetic rate. discuss how best interpret these results context diffusivity real oceanographic flows.

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

Turbulent mixing of stratified flows

A mathematical model for turbulent mixing of stratified, sheared flows is developed and explored. Two applications are emphasized, one to the dynamics of the ocean well–mixed layer, and another to the analysis of the stability of equilibrium profiles away from boundaries.

متن کامل

Turbulent mixing in strongly stratified shear flows

Motivated by the importance of irreversible mixing in geophysical and environmental flows, we seek to understand the dependence of its efficiency under strongly stratified conditions through a seris of direct numerical simulation of Holmboe wave instability under various initial conditions. Our numerical findings demonstrate that while mixing is enhanced when the density layer is much sharper t...

متن کامل

Simulation of water surface profile in vertically stratified rockfill dams

Detention rockfill dams are accounted as economically efficient structures for flood control, river bed and banks protection, flow diversion, etc. As the hydraulic behavior of these structures, when are used for flood control, is affected by the depth of water in their porous media, there is interests to predict water surface profile through the body of these structures. In this research, we de...

متن کامل

the role of russia in transmission of energy from central asia and caucuses to european union

پس ازفروپاشی شوروی،رشد منابع نفت و گاز، آسیای میانه و قفقاز را در یک بازی ژئوپلتیکی انرژی قرار داده است. با در نظر گرفتن این منابع هیدروکربنی، این منطقه به یک میدانجنگ و رقابت تجاری برای بازی های ژئوپلتیکی قدرت های بزرگ جهانی تبدیل شده است. روسیه منطقه را به عنوان حیات خلوت خود تلقی نموده و علاقمند به حفظ حضورش می باشد تا همانند گذشته گاز طبیعی را به وسیله خط لوله مرکزی دریافت و به عنوان یک واس...

15 صفحه اول

supply and demand security of energy in central asia and the caucasus

امنیت انرژی به معنی عرضه مداوم و پایدار همراه با قیمت های معقول در حامل های انرژی، که تهدیدات امنیتی، سیاسی، اقتصادی، محیط زیستی و روانی را کاهش دهد. امروزه نفت و گاز تنها، کالای تجاری نیست بلکه بعنوان ابزار سیاسی مورد استفاده قرار می گیرد.اختلاف میان روسیه و اکراین بر سر انرژی در ژانویه 2006، تهدیدی برای امنیت انرژی اروپا ایجاد کرد. در این تحقیق ما تلاش کردیم که نقش انرژی آسیای میانه و قفقاز ر...

15 صفحه اول

ذخیره در منابع من


  با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ژورنال

عنوان ژورنال: Journal of Fluid Mechanics

سال: 2021

ISSN: ['0022-1120', '1469-7645']

DOI: https://doi.org/10.1017/jfm.2020.979