【摘 要】
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湍动能耗散率是分子粘性作用下湍流动能转化为内能的速率,可以客观表征湍流的强度,是理解海洋混合的基础。湍流微尺度剖面仪通过测量微尺度流速剪切来估算湍动能耗散率,是目前研究海洋湍流混合最有效的观测工具。基于湍流观测资料与准各向同性湍流的直接数值模拟（DNS）数据,本文对海洋小尺度湍流的统计特性进行了研究。全球海洋多站点湍流观测资料的集成分析表明,湍动能耗散率的概率密度分布明显偏离对数正态分布（Logn
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湍动能耗散率是分子粘性作用下湍流动能转化为内能的速率,可以客观表征湍流的强度,是理解海洋混合的基础。湍流微尺度剖面仪通过测量微尺度流速剪切来估算湍动能耗散率,是目前研究海洋湍流混合最有效的观测工具。基于湍流观测资料与准各向同性湍流的直接数值模拟（DNS）数据,本文对海洋小尺度湍流的统计特性进行了研究。全球海洋多站点湍流观测资料的集成分析表明,湍动能耗散率的概率密度分布明显偏离对数正态分布（Lognormal）模型,而三参数布尔十二分布（Three-Parameter Burr Ⅻ）模型则可以较好地描述观测结果,且其可以较为准确的估计湍动能耗散率的中数。湍动能耗散率估算过程的分析表明,估算过程中所使用的波数谱积分会改变湍动能耗散率的统计特性,导致得到的湍动能耗散率的概率密度分布偏离对数正态分布模型。事实上,当湍动能耗散率在统计上均匀、计算尺度适中的情况下,即满足Gurvich-Yaglom模型的条件时,数据服从对数正态分布模型。本文进一步利用准各向同性湍流的DNS数据,探究了在测量湍流过程中所通常采用的各向同性湍流假设的合理性及其适用条件。结果表明,该假设只有在统计平均意义下才是合理的,即湍流各向同性的局地性。
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